Question

6．500℃時，將H₂和N₂置于一容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)．反應(yīng)過程中H₂、N₂和NH₃物質(zhì)的量變化如圖所示，分析圖象完成下列問題：
①0～10分鐘，N₂的平均反應(yīng)速率為0.0025mol•L^-1•min^-1
②反應(yīng)在進行到10分種時，引起曲線陡變的原因是加入催化劑（填改變的條件）
③計算500℃時，反應(yīng)N₂+3H₂$?_{高溫高壓}^{催化劑}$2NH₃的平衡常數(shù)K的數(shù)值為426.7；保持溫度不變，反應(yīng)進行至25min時，抽去0.1mol氨，此時平衡常數(shù)K將不變（填“增大”“減小”或“不變”）
④在圖中畫出25～40min時間段內(nèi)N₂的物質(zhì)的量的變化圖象．

Answer 1

分析 ①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算0-10分鐘內(nèi)v（N₂）；
②由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增快，且10min時是連續(xù)的，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明為使用催化劑；
③平衡常數(shù)k=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$，根據(jù)圖求出平衡時各組分的物質(zhì)的量濃度，代入計算；平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變；
④抽去0.1mol氨，平衡向正反應(yīng)進行，根據(jù)平衡時氫氣的物質(zhì)的量變化量△n（H₂）計算出達新平衡時氮氣的物質(zhì)的量變化量△n（N₂），進而計算氮氣的物質(zhì)的量，由此作圖．

解答 解：①10分鐘內(nèi)以N₂表示的平均反應(yīng)速率v（N₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.4mol-0.35mol}{2L}}{10min}$=0.0025mol•L^-1•min^-1；
故答案為：0.0025；
②△n（H₂）=0.025mol×12=0.3mol，△n（NH₃）=0.025mol×8=0.2mol，物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明10min可能改變的條件是使用催化劑，而不是升高溫度．
故答案為：加入催化劑；
③由圖象可知，20min達平衡時，n（N₂）=0.025mol×10=0.25mol，n（H₂）=0.025mol×6=0.15mol，n（NH₃）=0.025mol×12=0.3mol，所以平衡常數(shù)k=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{（\frac{0.3mol}{2L}）^{2}}{\frac{0.25mol}{2L}×（\frac{0.15mol}{2L}）^{3}}$=426.7；
平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，所以抽去0.1mol氨，此時平衡常數(shù)K將不變數(shù)值為426.7；
故答案為：426.7；不變；
④由圖可知，35min達平衡后△n（H₂）=0.025mol×3=0.075mol，物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，所以△n（N₂）=$\frac{1}{3}$n（H₂）=$\frac{1}{3}$×0.075mol=0.025mol，故圖象為

故答案為：

點評 本題考查反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、平衡移動及讀圖、作圖能力，題目難度中等．易錯點為作圖要注意平衡時氮氣的物質(zhì)的量，不能僅比原平衡少．