Question

【題目】一定條件下，向可變容積的密閉容器中通入N2和H2，發生反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＜0達到平衡后，容器的體積為4L，試回答下列問題：

（1）該條件下，反應的平衡常數表達式K ＝ ，若降低溫度，K值將 （填“增大”、“減小”或“不變”）。

（2）達到平衡后，若其它條件不變，把容器體積縮小一半，平衡將___（填“向逆反應方向”、“向正反應方向”或“不”）移動，平衡常數K將 （填“增大”“減小”或“不變”），理由是___________________________。

（3） 達到平衡后，在恒壓條件下，向容器中通入氦氣(He)，氮氣的轉化率將________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（4）在三個相同的容器中各充入1 molN2和3molH2，在不同條件下分別達到平衡，氨的體積分數ω隨時間變化如圖。下列說法正確的是 （填序號）。

a．圖Ⅰ可能是不同壓強對反應的影響，且P2＞P1

b．圖Ⅱ可能是同溫同壓下催化劑對反應的影響，且催化性能1＞2

c．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應的影響，且T1＞T2

（5）常壓下，把H2和用He稀釋的N2分別通入一個570℃的電解池裝置（下圖），H2和N2便可在電極上合成氨，裝置中的電解質（圖中黑細點處）能傳導H+，則陰極的電極反應式為___________。

Answer 1

【答案】（1）c2(NH3)/c(N2)·c3(H2)，增大；

（2）正，不變，K只與溫度有關；

（3）減小；

（4）b；

（5）N2+6e-+6H+=2NH3。

【解析】

試題分析：（1）化學平衡常數：一定條件下，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積，K=c2(NH3)/c(N2)·c3(H2)，K只受溫度的影響，此反應是放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，K增大；

（2）縮小容器的體積，增大壓強，平衡向正反應方向移動，平衡常數不變，因為平衡常數K只受溫度的影響；

（3）恒壓下，充入非反應氣體，容器體積擴大，各組分的濃度減小，根據勒夏特列原理，平衡應向逆反應方向移動，氮氣的轉化率減小；

（4）a.根據勒夏特列原理，增大壓強，平衡向正反應方向移動，壓強越大，NH3的體積分數越大，故錯誤；b.催化劑只加快反應速率，對化學反應平衡無影響，故正確；c.此反應屬于放熱反應，根據勒夏特列原理，升高溫度，平衡向逆反應方向進行，溫度越高，NH3的體積分數越小，故錯誤；

（5）陰極是得電子，化合價降低，根據裝置圖，N的化合價降低，N2在陰極上放電，電極反應式為N2＋6H＋＋6e－=2NH3。