题目
()合成系统氮气增加会使系统压差()。A. 升高B. 无影响C. 降低D. 不确定(可能升高,也可能降低)
()合成系统氮气增加会使系统压差()。
A. 升高
B. 无影响
C. 降低
D. 不确定(可能升高,也可能降低)
题目解答
答案
A. 升高
解析
本题考查合成系统中气体组成变化对压差的影响,核心在于理解气体物质的量变化与压力关系。关键点在于:
- 合成系统中反应物与产物的气体体积变化;
- 氮气作为未反应气体的累积对总物质的量的影响;
- 理想气体定律(PV=nRT)的应用,即在恒温恒容条件下,气体物质的量与压力成正比。
原理分析
-
反应前后气体物质的量变化:
以合成氨为例,反应为 $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$,反应物总物质的量为 $4 \, \text{mol}$,生成物为 $2 \, \text{mol}$,气体体积减小。 -
氮气增加的含义:
若系统中氮气($N_2$)增加,可能因反应效率降低,导致未反应的氮气积累,使系统中总气体物质的量增加。 -
压力与物质的量关系:
根据理想气体定律 $PV = nRT$,在恒温恒容条件下,总物质的量 $n$ 增加,系统压力 $P$ 必然升高,从而引起压差增大。
选项排除
- 选项C(降低):若氮气减少或反应完全,压差可能降低,但题目中氮气增加,排除。
- 选项B(无影响):若氮气不参与反应且系统可调节压力,则可能无影响,但工业系统通常压力固定,排除。
- 选项D(不确定):在固定条件下,氮气增加必然导致压力升高,排除。