Question

9．一定的條件下，合成氨反應為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．圖1表示在此反應過程中的能量的變化，圖2表示在2L的密閉容器中反應時N₂的物質的量隨時間的變化曲線．圖3表示在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質的量對此反應平衡的影響．

（1）升高溫度，該反應的平衡常數(shù)減�。ㄌ睢霸龃蟆被颉皽p小”或“不變”）．
（2）由圖2信息，計算10min內(nèi)該反應的平均速率v（H₂）=0.045mol/L•min，從11min起其它條件不變，壓縮容器的體積，則n（N₂）的變化曲線為d（填“a”或“b”或“c”或“d”）
（3）圖3a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應物N₂的轉化率最高的是c點，溫度T₁＜T₂（填“＞”或“=”或“＜”）

Answer 1

分析 （1）由圖1反應物的總能量高于生成物的總能量，所以正反應是放熱反應；
（2）分析圖象變化量，計算氮氣的反應速率，結合反應速率之比等于系數(shù)之比計算得到氫氣速率，依據(jù)化學反應速率概念計算得到，縮體積，增大壓強，平衡向正反應移動，改變瞬間n（N₂）不變，達平衡是n（N₂）減��；
（3）圖3表示平衡時氨氣含量與氫氣起始物質的量關系，曲線上各點都處于平衡狀態(tài)，達平衡后，增大氫氣用量，氮氣的轉化率增大；
由圖3可知，氫氣的起始物質的量相同時，溫度T₁平衡后，氨氣的含量更高，該反應為放熱反應，降低溫度平衡向正反應移動，故溫度T₁＜T₂，據(jù)此解答；

解答 解：（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反應的焓變△H=-（600KJ/mol-508KJ/mol）=-92KJ/mol；圖2分析可知反應進行的氮氣的起始量為0.6mol，反應過程中消耗氮氣物質的量為0.3mol，依據(jù)熱化學方程式計算得到反應過程中放熱=92KJ/mol×0.3mol=27.6KJ；
圖象1分析可知反應是放熱反應，反應物能量高于生成物能量，溫度升高平衡逆向進行，平衡常數(shù)減小，故答案為：減小；
（2）圖象分析2L的密閉容器中，V（N₂）=$\frac{1}{3}$V（H₂）=$\frac{\frac{0.6mol-0.3mol}{2L}}{10min}$=0.015mol/L•min，V（H₂）=0.045mol/L•min；
從11min起其它條件不變，壓縮容器的體積為1L，壓強增大，平衡正向進行，瞬間氮氣物質的量不變，隨平衡正向進行，氮氣物質的量減小，則n（N₂）的變化曲線d符合；故答案為：0.045mol/L•min；d；
（3）圖3表示平衡時氨氣含量與氫氣起始物質的量關系，曲線上各點都處于平衡狀態(tài)，故a、b、c都處于平衡狀態(tài)，達平衡后，增大氫氣用量，氮氣的轉化率增大，故a、b、c三點中，c的氮氣的轉化率最高；由圖3可知，氫氣的起始物質的量相同時，溫度T₁平衡后，氨氣的含量更高，該反應為放熱反應，降低溫度平衡向正反應移動，故溫度T₁＜T₂，溫度越高化學平衡越低，故K₁＞K₂；故答案為：c；＜．

點評 本題考查化學平衡常數(shù)的影響因素，化學平衡影響因素分析判斷，圖象分析方法應用等知識，綜合性較大，難度中等，是對知識的綜合運用，需要學生具有扎實的基礎知識．