题目
61. 合成氨反应过程:N2 + 3H2 ≒ NH3 + Q,有利于反应快速进行的条件是( )。A. 高温低压B. 高温高压C. 低温高压D. 低温低压
61. 合成氨反应过程:N2 + 3H2 ≒ NH3 + Q,有利于反应快速进行的条件是( )。
A. 高温低压
B. 高温高压
C. 低温高压
D. 低温低压
题目解答
答案
B. 高温高压
解析
本题考查化学平衡移动原理以及影响化学反应速率的因素。解题思路是先根据反应的热效应判断温度对反应速率和平衡的影响,再根据反应前后气体分子数的变化判断压强对反应速率和平衡的影响,最后综合得出有利于反应快速进行的条件。
1. 分析温度对反应的影响
对于合成氨反应$N_{2} + 3H_{2}\rightleftharpoons 2NH_{3}+Q$,其中$Q$表示反应放热,即该反应是一个放热反应。
根据化学反应速率的影响因素,升高温度,分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,反应速率加快。
从化学平衡移动原理来看,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,对于该放热反应,升高温度平衡逆向移动,但我们这里主要关注反应快速进行,即反应速率,所以升高温度有利于加快反应速率。
2. 分析压强对反应的影响
该反应中,反应物$N_{2}$和$H_{2}$的化学计量数之和为$1 + 3=4$,生成物$NH_{3}$的化学计量数为$2$,反应前后气体分子数减少。
根据化学反应速率的影响因素,增大压强,气体体积减小,反应物和生成物的浓度都增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增多,反应速率加快。
从化学平衡移动原理来看,增大压强,平衡向气体分子数减少的方向移动,即正向移动,这也有利于反应正向进行,所以增大压强有利于加快反应速率。
3. 综合得出结论
综合温度和压强对反应速率的影响,升高温度和增大压强都能加快反应速率,所以有利于反应快速进行的条件是高温高压。