Question

4．373K時，某1L密閉容器中加入1mol NH₃發生如下可逆反應：2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）．其中物質H₂的物質的量變化如圖所示．
（1）前20s內NH₃（g）的平均反應速率為0.01mol/L•s，
（2）373K時該反應的平衡常數的值為0.12，
（3）若在此平衡體系中再加入1mol的NH₃，與原平衡比較，新平衡時NH₃的轉化率減小（填“增大”或“減小”，下同）．NH₃的平衡濃度增大．
（4）將原平衡升溫至473K，重新達平衡時（其他條件不變），H₂的平衡濃度為NH₃的2倍，該反應的正反應為吸熱（填“放熱反應”或“吸熱反應”），為增大平衡體系中H₂的物質的量，下列措施正確的是ab（其它條件相同）
a．升高溫度     b．擴大容器的體積      c．加入合適的催化劑       d．再充入N₂．

Answer 1

分析 （1）依據圖象分析60s達到平衡，B的物質的量變化為0.6mol，計算得到B的反應速率，結合實驗速率之比等于化學方程式計量數之比計算得到A的反應速率；
（2）依據平衡常數的概念是用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應物平衡濃度的冪次方乘積得到；
（3）增大物質濃度，反應速率增大，加入A相當于增大體系壓強，增大壓強，平衡逆向進行，氨氣轉化率減小；氨氣平衡濃度增大；
（4）溫度升高，B的濃度增大，反應正向進行，反應是吸熱反應，平衡常數隨溫度變化．

解答 解：（1）前 20 s氫氣的物質的量變化量為0.3mol，則氨氣的變化量為：0.2mol，20 s內NH₃（g）的平均反應速率為v=$\frac{\frac{0.2mol}{1L}}{20s}$=0.01mol/（L•s），故答案為：0.01mol/（L•s）；
   （2）2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）
初起：1mol        0       0
變化：0.4mol 0.2mol 0.6mol
平衡：0.6mol 0.2mol 0.6mol
所以平衡常數K=$\frac{\frac{0.2}{1}×（\frac{0.6}{1}）^{3}}{（\frac{0.6}{1}）^{2}}$=0.12，故答案為：0.12；
（3）增大物質濃度，反應速率增大，加入氨氣相當于增大體系壓強，增大壓強，平衡逆向進行，氨氣轉化率減小，氨氣平衡濃度增大，故答案為：減小；增大；
（4）將原平衡升溫至 473K，重新達平衡時（其他條件不變），H₂的平衡濃度為NH₃的2倍，說明平衡向正反應方向移動，正反應是吸熱反應；為增大平衡體系中H₂的物質的量，即使平衡正向移動，a．升高溫度 b．擴大容器的體積可以達到，故答案為：吸熱反應；ab．

點評 本題考查了化學平衡的移動原理應用，反應速率的影響因素分析，平衡常數的計算和影響因素，注意平衡常數隨溫度變化，題目難度中等．