Question

在一容積為2L的密閉容器中，加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定條件下發生反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0
反應中NH₃的物質的量濃度的變化情況如圖所示，請回答下列問題：
（1）根據上圖，計算從反應開始到平衡時，反應速率v（NH₃）為

 

．
（2）該反應達到平衡時H₂的轉化率

 

．
（3）反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應溫度，則NH₃的物質的量濃度不可能為

 

．（填序號）          
a．0.20mol?L^-1 b．0.12mol?L^-1 c．0.10mol?L^-1 d．0.08mol?L^-1
（4）反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡

 

移動（填“向逆反應方向”、“向正反應方向”或“不”）．
（5）若該反應在298K、398K時的化學平衡常數分別為K₁、K₂，則K₁

 

K₂（填“＞”“=”或“＜”）．
（6）已知：298K時，金屬鈉與O₂氣體反應，生成1mol Na₂O固體時，放出熱量414kJ，生成1mol Na₂O₂固體時，放出熱量511kJ．由Na₂O固體與O₂氣體反應生成Na₂O₂固體的熱化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,熱化學方程式,反應速率的定量表示方法,化學平衡的影響因素,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）由圖可知，達到平衡時氨氣增加0.10mol/L，依據反應速率概念計算反應速率；
（2）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，生成氨氣0.2mol時參加反應的氮氣為0.1mol，以此計算轉化率；
（3）△H＜0，該反應為放熱反應，升高溫度逆向移動，其濃度減小，降低溫度，正向移動，濃度增大，但反應物不能完全反應；
（4）容器的體積縮小一半，壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動；
（5）因為反應為放熱反應，根據影響平衡移動的因素可知，升高溫度平衡向吸熱方向移動，所以該反應逆向移動，據此判斷平衡常數的變化；
（6）利用蓋斯定律計算出反應熱，進而寫出熱化學方程式；

解答： 解：（1）由圖可知，達到平衡時氨氣增加0.10mol/L，其反應速率為

0.1mol/L

4min

=0.025mol/（L．min），
故答案為：0.025；
（2）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，生成氨氣0.2mol時參加反應的氮氣為0.1mol，所以氮氣的轉化率為=

0.1mol

0.2mol

×100%=50%，
故答案為：50%；
（3）△H＜0，該反應為放熱反應，升高溫度逆向移動，其濃度減小，降低溫度，正向移動，濃度增大，但反應物不能完全反應，
所以0＜c（NH₃）＜0.2mol/L，即NH₃的物質的量濃度不可能為0.2mol/L；
故答案為：a；
（4）反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若只把容器的體積縮小一半壓強增大，平衡向氣體體積間隙性的方向進行，平衡正向進行，故答案為：向正反應方向；
（5）因為反應為放熱反應，根據影響平衡移動的因素可知，升高溫度平衡向吸熱方向移動，所以該反應逆向移動，平衡常數減小，即K₁＞K₂，故答案為：＞；
（6）由題意可知：①2Na（s）+

1

2

O₂（g）═Na₂O（s）△H₁=-414kJ?mol^-1，②2Na（s）+O₂（g）═Na₂O₂（s）△H₂=-511kJ?mol^-1
Na₂O和O₂生成Na₂O₂的化學方程式為：2Na₂O+O₂=2Na₂O₂，可以根據（②-①）×2得到，所以反應的焓變=（-414kJ?mol^-1）×2-（-511kJ?mol^-1）=-194kJ?mol^-1，
故答案為：2Na₂O（s）+O₂（s）=2Na₂O₂（s）△H₁=-194kJ?mol^-1；

點評：本題考查化學平衡的計算及熱化學方程式的書寫，明確反應速率計算、平衡的影響因素及圖象的分析試劑解答本題的關鍵，題目難度中等