Question

17．在一定條件下，將1.00molN₂（g）與3.00molH₂（g）混合于一個10.0L密閉容器中，在不同溫度下達到平衡時NH₃（g）的平衡濃度如圖所示．其中溫度為T₁時平衡混合氣體中氨氣的體積分數為25.0%．
①當溫度由T₁變化到T₂時，平衡常數關系K₁＞K₂（填“＞”，“＜”或“=”），焓變△H＜0．（填“＞”或“＜”）
②該反應在T₁溫度下5.00min達到平衡，這段時間內N₂的化學反應速率為8.00×10^-3mol/（L•min）
③T₁溫度下該反應的化學平衡常數K₁=18.3L²/mol²．

Answer 1

分析 ①由圖1可知，溫度越高，平衡時NH₃的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，平衡常數減小；
②令參加反應的氮氣的物質的量為nmol，利用三段式用n表示處于平衡時各組分的物質的量，根據氨氣的體積分數列方程計算n的值，再N₂的化學反應速率；
③T₁溫度下該反應的化學平衡常數K₁；

解答 解：①由圖可知，溫度越高，平衡時NH₃的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，平衡常數減小，故平衡常數K_A＞K_B，溫度越高，K值越小，所以正反應是放熱反應，
故答案為：＞；＜；
②令參加反應的氮氣的物質的量為nmol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始（mol）：1        3             0
變化（mol）：n        3n            2n
平衡（mol）：1-n      3-3n          2n
所以所以$\frac{2n}{（1-n）mol+（3-3n）mol+2nmol}$×100%=25%，解得n=0.4，這段時間內N₂的化學反應速率為$\frac{\frac{0.4mol}{10L}}{5.00min}$=8.00×10^-3mol/（L•min），
故答案為：8.00×10^-3mol/（L•min）；
③K₁=$\frac{（\frac{2×0.4mol}{10L}）^{2}}{\frac{（1-0.4）mol}{10L}×（\frac{3mol-3×0.4mol}{10L}）^{3}}$=18.3L²/mol²
故答案為：18.3L²/mol²；

點評 本題考查化學平衡計算、反應速率計算、平衡常數計算及應用，難度中等，注意理解掌握平衡常數的應用．