5.
合成氨工业在国民生产中有重要意义, 以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
\(\rm{(1)}\) 若在一容积为\(\rm{2 L}\)的密闭容器中加入\(\rm{0.2 mol}\)的\(\rm{N_{2}}\)和\(\rm{0.6 mol}\)的\(\rm{H_{2}}\),在一定条件下发生反应:\(\rm{N_{2}(g) +3H_{2}(g)⇌ 2NH_{3}(g)}\) \(\rm{ΔH < 0}\),若在\(\rm{5}\)分钟时反应达到平衡,此时测得\(\rm{NH_{3}}\)的物质的量为\(\rm{0.2 mol}\)。则前\(\rm{5}\)分钟的平均反应速率\(\rm{v(N_{2})=}\)_________ 。平衡时\(\rm{H_{2}}\)的转化率为______ 。
\(\rm{(2)}\) 平衡后,若要提高\(\rm{H_{2}}\)的转化率,可以采取的措施有___________。
A.加了催化剂 \(\rm{B.}\)增大容器体积
C.降低反应体系的温度 \(\rm{D.}\)加入一定量\(\rm{N_{2}}\)
\(\rm{(3)}\) 若在\(\rm{0.5 L}\)的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:\(\rm{N_{2}(g)+3H_{2}(g)⇌ 2NH_{3}(g)}\) \(\rm{ΔH < 0}\),其化学平衡常数\(\rm{K}\)与温度\(\rm{T}\)的关系如表所示:
\(\rm{T/℃}\) | \(\rm{200}\) | \(\rm{300}\) | \(\rm{400}\) |
\(\rm{K}\) | \(\rm{K_{1}}\) | \(\rm{K_{2}}\) | \(\rm{0.5}\) |
请完成下列问题:
\(\rm{①}\) 试比较\(\rm{K_{1}}\)、\(\rm{K_{2}}\)的大小,\(\rm{K_{1}}\)________\(\rm{K_{2}(}\)填“\(\rm{ < }\)”、“\(\rm{ > }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\);
\(\rm{②}\)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是________\(\rm{(}\)填序号字母\(\rm{)}\)。
A.容器内\(\rm{N_{2}}\)、\(\rm{H_{2}}\)、\(\rm{NH_{3}}\)的物质的量浓度之比为\(\rm{1∶3∶2 B.v(N_{2})_{正}=3v(H_{2})_{逆}}\)
C.容器内压强保持不变 \(\rm{D.}\)混合气体的密度保持不变
\(\rm{③ 400 ℃}\)时,反应\(\rm{2NH_{3}(g)⇌ N_{2}(g)+3H_{2}(g)}\)的化学平衡常数为__________。当测得\(\rm{NH_{3}}\)、\(\rm{N_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)物质的量分别为\(\rm{3 mol}\)、\(\rm{2 mol}\)和 \(\rm{1 mol}\)时,则该反应的\(\rm{v(N_{2})_{正}}\)________\(\rm{v(N_{2})_{逆}(}\)填“\(\rm{ < }\)”、“\(\rm{ > }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)。
\(\rm{⑷}\) 三个相同的容器中各充入\(\rm{1molN_{2}}\)和\(\rm{3molH_{2}}\),在不同条件下分别达到平衡,氨气的体积分数随时间变化如图,下列说法正确的是_______。
\(\rm{a.}\)图Ⅰ可能是不同温度对反应的影响,且\(\rm{T_{1} > T_{2}}\)
\(\rm{b.}\)图Ⅱ可能是同温同压下有无催化剂对反应的影响, \(\rm{1}\)表示没加催化剂, \(\rm{2}\)表示加了催化剂
\(\rm{c.}\)图Ⅲ可能是不同压强对反应的影响,且\(\rm{p_{1} > p_{2}}\)