Question

一定溫度下，向一2L的恒容密閉容器內(nèi)加入0.2molN₂和0.6mol H₂，發(fā)生如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0．反應(yīng)中NH₃的物質(zhì)的量濃度的變化的情況如圖所示：
（1）根據(jù)圖，計(jì)算從反應(yīng)開始到平衡時(shí)，平均反應(yīng)速率v（NH₃）=

0.025mol/（L?min）

．
（2）反應(yīng)達(dá)到平衡后，第5分鐘時(shí)，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

ac

（選填字母編號(hào)）．
a．0.20mol?L^-1    b．0.16mol?L^-1    c．0.10mol?L^-1   d．0.05mol?L^-1
（3）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

．反應(yīng)達(dá)到平衡后，若保持其它條件不變，只把容器的體積縮小一半，平衡

正向

移動(dòng)（填“正向”、“逆向”或“不”），化學(xué)平衡常數(shù)K

不變

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）第5分鐘時(shí)把容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘達(dá)到新的平衡（此時(shí)NH₃的濃度約為0.25mol?L^-1），請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出從第5分鐘開始變化直至到達(dá)新平衡時(shí)NH₃濃度的變化曲線．
（5）將氨氣通入盛有CaSO₄懸濁液的沉淀池中，再通入適量的CO₂，過(guò)濾后即可得到（NH₄）₂SO₄由此可知Ksp（CaSO₄）

＞

Ksp（CaCO₃）

Answer 1

分析：（1）由圖可知4min時(shí)，反應(yīng)到達(dá)平衡，氨氣的濃度變化量為0.1mol/L，根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v（NH₃）；
（2）利用極限法進(jìn)行解答，改變溫度，若平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，根據(jù)氮?dú)庥?jì)算氨氣濃度的極大值，若平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，氨完全分解，為極小值，氨氣的濃度介于極小值與極大值之間，注意改變溫度平衡一定移動(dòng)，不可能為0.1mol/L；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值；
體積縮小，壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)；
平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，與壓強(qiáng)、濃度無(wú)關(guān)；
（4）第5分鐘時(shí)把容器的體積縮小一半后，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，作圖時(shí)注意5第分鐘瞬間，氨氣的濃度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，然后再增大到約為0.25mol?L^-1；
（5）氨氣在溶液中與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸銨，過(guò)濾可得（NH₄）₂SO₄，沉淀為CaCO₃，說(shuō)明CaCO₃更難溶，CaSO₄與CaCO₃的構(gòu)成類型相同為AB型，相同類型溶解度越小，溶度積越�。�

解答：解：（1）由圖可知4min時(shí)，反應(yīng)到達(dá)平衡，氨氣濃度變化為0.1mol/L，故v（NH₃）=

0.1mol/L

4min

=0.025mol/（L?min），
故答案為：0.025mol/（L?min）；
（2）若降低溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，氮?dú)馔耆�反�?yīng)時(shí)氨氣濃度的濃度為極大值，由方程式N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，氨氣濃度極大值為

0.2mol

2L

×2=0.2mol/L，若升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，氨完全分解，為極小值0，氨氣濃度介于0到0.2mol/L之間，故不可能為0.2mol/L，由于改變溫度平衡一定移動(dòng)，不可能為0.1mol/L，
故選ac；
（3）可逆反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常數(shù)k=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

．體積縮小，壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)移動(dòng)．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，與壓強(qiáng)、濃度無(wú)關(guān)，
故答案為：

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

，正向，不變；
（4）第5分鐘時(shí)把容器的體積縮小一半后，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，作圖注意5第分鐘瞬間，氨氣的濃度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，然后再增大到約為0.25mol?L^-1，故圖象為：，
故答案為：；
（5）氨氣在溶液中與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸銨，過(guò)濾可得（NH₄）₂SO₄，沉淀為CaCO₃，說(shuō)明CaCO₃更難溶，CaSO₄與CaCO₃的構(gòu)成類型相同為AB型，相同類型溶解度越小，溶度積越小，故Ksp（CaSO₄）＞Ksp（CaCO₃），
故答案為：＞．

點(diǎn)評(píng)：考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)、影響平衡移動(dòng)的因素、平衡圖象與有關(guān)計(jì)算等，難度中等，（2）中氨氣濃度為易錯(cuò)點(diǎn)，容易考慮極值，忽略溫度變化平衡的移動(dòng)氨氣的濃度一定變化．