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圖所示，請回答下列問題：
（1）根據(jù)如圖，計算從反應(yīng)開始到平衡時，平衡反應(yīng)速率v（NH₃）為

 

．
（2）該反應(yīng)達到平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率

 

．
（3）反應(yīng)達到平衡后，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

 

．（填序號）
a．0.20mol?L^-1 b．0.12mol?L^-1 c．0.10mol?L^-1  d．0.08mol?L^-1
（4）反應(yīng)達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡

 

移動（填“向逆反應(yīng)方向”、“向正反應(yīng)方向”或“不”）．
（5）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡（此時NH₃的濃度約為0.25mol?L^-1），請在上圖中畫出第5分鐘末到此平衡時NH₃濃度的變化曲線．
（6）已知：1mol N₂（g）與適量H₂（g）完全反應(yīng)，生成NH₃（g），放出92.2kJ熱量，寫出反應(yīng)的熱化學方程式：

 

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

 

K₂（填“＞”“=”或“＜”）．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）由圖可知，達到平衡時氨氣增加0.10mol/L，依據(jù)反應(yīng)速率概念計算反應(yīng)速率；
（2）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，生成氨氣0.2mol時參加反應(yīng)的氮氣為0.1mol，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，根據(jù)反應(yīng)的可逆性特點以及溫度改變平衡一定發(fā)生移動進行判斷；
（4）容器的體積縮小一半，壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，壓強增大，平衡正向移動，氨氣的濃度增大，在第8分鐘末達到新的平衡時NH₃的濃度約為0.25mol?L^-1；
（6）熱化學方程式的書寫，需要注意的有：物質(zhì)的狀態(tài)、反應(yīng)熱的數(shù)值與單位，反應(yīng)熱的數(shù)值與化學方程式前面的系數(shù)成正比，據(jù)此寫出該反應(yīng)的熱化學方程式；
（7）△H＜0，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向著逆向移動，反應(yīng)物濃度減小，生成物濃度增大，則平衡常數(shù)減小，據(jù)此進行解答．

解答： 解：（1）由圖可知，達到平衡時氨氣增加0.10mol/L，其反應(yīng)速率為：v（NH₃）=

0.10mol/L

4min

=0.025mol/（L．min），
故答案為：0.025mol/（L．min）；
（2）達到平衡時生成氨氣的物質(zhì)的量為：n（NH₃）=0.10mol/L×2L=0.20mol，
根據(jù)反應(yīng)方程式N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，生成氨氣0.2mol時參加反應(yīng)的氮氣為0.1mol，
所以氮氣的轉(zhuǎn)化率為：

0.1mol

0.2mol

×100%=50%，
故答案為：50%；
（3）合成氨的反應(yīng)中△H＜0，說明該反應(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；溫度改變平衡一定發(fā)生移動，則NH₃的物質(zhì)的量濃度不可能為0.1mol/L，
故答案為：ac；
（4）反應(yīng)達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若只把容器的體積縮小一半壓強增大，平衡向氣體體積間隙性的方向進行，平衡正向進行，
故答案為：向正反應(yīng)方向；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，氨氣的濃度為原來的一倍，壓強增大平衡向正方向移動，氨氣的濃度逐漸增大，到8min時達到平衡，濃度約為0.25mol/L，第5分鐘末到此平衡時NH₃濃度的變化曲線為，故答案為：；
（6）1mol氮氣完全反應(yīng)，能生成2mol氨氣，放熱92.2KJ，熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2 kJ?mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2 kJ?mol^-1；
（7）根據(jù)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度后平衡向著逆向移動，反應(yīng)物濃度增大，生成物濃度減小，則化學平衡常數(shù)減小，即：溫度越高，化學平衡常數(shù)越小，所以K₁＞K₂，故答案為：＞．

點評：本題考查化學反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率的計算、化學平衡及其影響因素、熱化學方程式的書寫等知識，題目難度較大，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，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學計算能力．