Question

氨是氮循環過程中的重要物質，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法．
合成氨反應：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H
（1）若該反應在一定條件下能自發，則該反應的△H

＜

0、△S

＜

0（填“＜”、“＞”或“=”）．
（2）在恒容容器中，下列描述中能說明上述反應已達平衡的是

BD

．
A．3v（H₂）_正=2v（NH₃）_逆             B．單位時間內生成n mol N₂的同時生成2n molNH₃
C．混合氣體的密度不再改變      D．容器內壓強不隨時間的變化而變化
（3）一定溫度下，向2L密閉容器中充入1molN₂和3molH₂，保持體積不變，0.5min后達到平衡，測得容器中有0.4mol NH₃，則平均反應速率v（N₂）=

0.2mol/（L?min）

，該溫度下的平衡常數K=

0.058

．若升高溫度，K值變化

減小

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）為了尋找合成NH₃的溫度和壓強的適宜條件，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中．請在下表的①②處填入合適的實驗條件數據．

實驗編號	T（℃）	n （N2）/n（H2）	P（MPa）	平衡時NH3百分含量
ⅰ	450	1/3	1
ⅱ	①	1/3	②
ⅲ	480	1/3	10

Answer 1

分析：（1）一般來說，化合反應的焓變小于0，氣體體積減小的反應，△S＜0；
（2）化學反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變； 
（3）根據v（N₂）=

△C

△t

計算，化學平衡常數=生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，該反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，根據反應物和生成物濃度變化確定K的變化；
（4）根據實驗目的確定改變的條件，為了尋找合成NH₃的溫度和壓強的適宜條件，所以要改變溫度或壓強，以i為參照物進行改變即可．

解答：解：（1）一般來說，化合反應的焓變小于0，氣體體積減小的反應△S＜0，該反應是氣體體積減小的化合反應，所以△H＜0，△S＜0，故答案為：＜0，＜；
（2）A．該反應達到平衡狀態時，2v（H₂）_正=3v（NH₃）_逆，故A錯誤；
B．該反應達到平衡狀態時，單位時間內生成n mol N₂的同時生成2n molNH₃，故B正確；
C．無論該反應是否達到平衡狀態，混合氣體的密度始終不變，所以不能判斷該反應是否達到平衡狀態，故C錯誤；
D．該反應是一個反應前后氣體體積減小的可逆反應，當反應達到平衡狀態時，容器內壓強不隨時間的變化而變化，所以能判斷反應是否達到平衡狀態，故D正確；
故選BD；    
（3）反應達到平衡時，容器中有0.4mol NH₃，則反應掉的n（N₂）=

1

2

n（NH₃）=0.2mol，v（N₂）=

△C

△t

=

0.2mol 2L

0.5min

=0.2mol/（L．min）；
平衡時，c（NH₃）=

0.4mol

2L

=0.2mol/L，c（N₂）=

1-0.2

2L

mol/L=0.4mol/L，c（H₂）=

3-0.2×3

2

mol/L=1.2mol/L，
K=

(0.2mol/L)2

0.4mol/L×(1.2mol/L)3

=0.058；
該反應的正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，則生成物濃度減小，反應物濃度增大，所以K減小，
故答案為：0.2mol/（L?min）、0.058、減小；
（4）①為了尋找合成NH₃的溫度和壓強的適宜條件，所以可以以i為參照物，對實驗ii、iii進行改變的條件是溫度或壓強，如果溫度和i相同，則壓強和iii相同，如果溫度和iii相同，則壓強和ii相同，
故答案為：①450（或480）、②10（或1）．

點評：本題考查了平衡狀態的判斷、反應速率及平衡常數的計算、探究實驗等知識點，難度較大，注意（4）題中，如果進行探究實驗，只能改變一個條件，不能同時改變多個條件，否則無法判斷．