Question

【題目】合成氨是人類科技發展史上的一項重大突破。已知25℃時，合成氨反應的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol。請回答下列問題：

(1)保持容器溫度不變，縮小容器體積，化學反應速率_______(填“增大”或“減小”)。

(2)25℃時，取一定量的N2和H2于2 L的密閉容器中在催化劑存在下進行反應達到平衡，若增大N2的濃度，則H2的轉化率____(填“增大”或“減小”)；若反應達到平衡時放出的熱量是92.4 kJ，則生成的NH3為______________mol。

(3)恒溫恒容條件下，上述反應達到化學平衡狀態的標志是________(填字母代號)。

A. N2、H2、NH3的濃度相等

B.容器內壓強不再變化

C.單位時間內消耗a mol N2，同時生成2a mol NH3

(4)上述反應平衡常數的表達式為K=________。

Answer 1

【答案】增大 增大 2 B

【解析】

（1）氣體濃度越大，化學反應速率越快；

（2）根據濃度對平衡狀態的影響分析；根據熱化學方程式計算；

（3）可逆反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質的物質的量、物質的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變；

（4）化學平衡常數K等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值。

（1）恒溫條件下，縮小容器體積，反應物和生成物濃度都增大，增大單位體積內活化分子個數，化學反應速率增大；

（2）增大氮氣濃度，平衡正向移動，消耗的氫氣量增多，所以氫氣轉化率增大；根據方程式知，生成2mol氨氣放出92.4kJ熱量，則反應達到平衡時放出的熱量是92.4kJ，因此生成的NH3為2mol；

（3）A．N2、H2、NH3的濃度相等時，該反應不一定達到平衡狀態，與反應物初始濃度及轉化率有關，故A錯誤；

B．反應前后氣體的物質的量改變，則反應前后氣體壓強改變，當容器內壓強不再變化時，各物質的物質的量不變，反應達到平衡狀態，故B正確；

C．無論反應是否達到平衡狀態都存在“單位時間內消耗a mol N2，同時生成2a mol NH3”，所以不能據此判斷平衡狀態，故C錯誤；

故答案選B；

（4）根據反應的化學方程式可知化學平衡常數的表達式為。