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(fā)生反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0．反應(yīng)中NH₃的物質(zhì)的量濃度的變化情況如下圖所示，請回答下列問題：
（1）根據(jù)上圖，計算從反應(yīng)開始到平衡時，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）為

0.0375mol/（L．min）

．
（2）該反應(yīng)達(dá)到平衡時N₂的轉(zhuǎn)化率

50%

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

a

．（填序號）
a．0.20mol?L^-1 b．0.12mol?L^-1 c．0.10mol?L^-1  d．0.08mol?L^-1
（4）請寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式

K=

c2(NH3)

c(N2)×c3(H2)

，若該反應(yīng)在298K、398K時的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K₁、K₂，則K₁

＞

K₂（填“＞”、“=”或“＜”）．
（5）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達(dá)到新的平衡（此時NH₃的濃度約為0.25mol?L^-1），請?jiān)谏蠄D中畫出第5分鐘末到此平衡時NH₃濃度的變化曲線．

Answer 1

分析：（1）由圖可知，達(dá)到平衡時氨氣增加0.10mol/L，先計算其反應(yīng)速率，再利用反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比來計算氫氣的速率；
（2）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，生成氨氣0.2mol時參加反應(yīng)的氮?dú)鉃?.1mol，以此計算轉(zhuǎn)化率；
（3）△H＜0，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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(yīng)物不能完全反應(yīng)；
（4）平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越大，平衡常數(shù)越小；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動，氨氣的濃度增大，在第8分鐘末達(dá)到新的平衡時NH₃的濃度約為0.25mol?L^-1．

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

0.10mol/L

4min

=0.025mol/（L．min），
由利用反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則氫氣的速率為

3

2

×0.025mol/（L．min）=0.0375mol/（L．min），
故答案為：0.0375mol/（L．min）；
（2）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，生成氨氣0.2mol時參加反應(yīng)的氮?dú)鉃?.1mol，所以氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為

0.1mol

0.2mol

×100%=50%，
故答案為：50%；
（3）△H＜0，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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(yīng)物不能完全反應(yīng)，
所以0＜c（NH₃）＜0.2mol/L，即NH₃的物質(zhì)的量濃度不可能為0.2mol/L，故答案為：a；
（4）平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，則K=

c2(NH3)

c(N2)×c3(H2)

，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越大，平衡常數(shù)越小，
反應(yīng)在298K、398K時的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K₁、K₂，所以K₁＞K₂，故答案為：K=

c2(NH3)

c(N2)×c3(H2)

；＞；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動，氨氣的濃度增大，在第8分鐘末達(dá)到新的平衡時NH₃的濃度約為0.25mol?L^-1，
則圖象為，故答案為：．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡的計算，明確反應(yīng)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(guān)鍵，題目難度中等．