Question

3．在一容積為4L的密閉容器中，加入0.4mol的N₂和1.2mol的H₂在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g ）△H＜0，反應(yīng)中NH₃的物質(zhì)的量濃度變化情況如如圖：

（1）根據(jù)如圖1，計(jì)算從反應(yīng)開(kāi)始到平衡時(shí)，平均反應(yīng)速率v（NH₃）為0.025mol/（L•min）．
（2）隨溫度的升高，該反應(yīng)的化學(xué)平衡K值將．減小（填“增大”、“減小”“不變”）．
（3）反應(yīng)達(dá)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ac．
a．0.20mol/L    b．0.12mol/Lc．0.10mol/L d．0.08mol/L
（4）反應(yīng)達(dá)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，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)（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(dá)到新的平衡（此時(shí)NH₃的濃度約為0.25mol/L），請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出第5分鐘末到此平衡時(shí)NH₃濃度的變化曲線(xiàn)．
（6）在三個(gè)相同容器中各充入1molN₂和3molH₂，在某一不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡，氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化曲線(xiàn)如圖2．下列說(shuō)法正確的是D（填序號(hào)）．
A．圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響，且P₂＞P₁
B．圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響，且P₁＞P₂
C．圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響，且T₁＞T₂
D．圖Ⅱ可能是同溫同壓下，催化劑性能對(duì)反應(yīng)的影響，且1＞2．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，4min 時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，達(dá)到平衡時(shí)氨氣增加0.10mol/L，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NH₃）；
（2）正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減�。�
（3）溫度改變平衡一定發(fā)生移動(dòng)，氨氣的濃度一定變化，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，氨氣濃度減小，降低溫度平衡正向移動(dòng)，氨氣濃度增大，由于是可逆反應(yīng)，不能完全轉(zhuǎn)化應(yīng)；
（4）體積減小，氣體壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，瞬間氨氣的濃度變?yōu)樵�平衡�?倍，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，氨氣的濃度增大，在第8分鐘末達(dá)到新的平衡時(shí)NH₃的濃度約為0.25mol•L^-1；
（6）A．增大壓強(qiáng)平衡右移；
B．壓強(qiáng)不同，平衡狀態(tài)不同；
C．升高溫度反應(yīng)速率加快，平衡逆向移動(dòng)；
D．催化劑不影響平衡移動(dòng)．

解答 解：（1）由圖可知，達(dá)到平衡時(shí)氨氣增加0.10mol/L，v（NH₃）=$\frac{0.1mol/L}{4min}$=0.025 mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.025；
（2）正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，故答案為：減��；
（3）溫度改變平衡一定發(fā)生移動(dòng)，則NH₃的物質(zhì)的量濃度不可能為0.1mol/L，若升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，氨氣濃度減小，氨氣不能完全轉(zhuǎn)化，故0＜c（NH₃）＜0.1mol/L，若降低溫度，平衡正向移動(dòng)，氨氣濃度增大，由于是可逆反應(yīng)，氮?dú)獠荒芡耆�轉(zhuǎn)化應(yīng)，則0.1mol/L＜c（NH₃）＜0.2mol/L，故選：ac；
（4）該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，把容器的體積縮小一半，增大了反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，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，瞬間氨氣濃度為0.40mol/L，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，氨氣的濃度增大，在第8分鐘末達(dá)到新的平衡時(shí)NH₃的濃度約為0.50mol•L^-1，第5分鐘末到平衡時(shí)NH₃濃度的變化曲線(xiàn)圖象為：，
故答案為：；
（6）A．增大壓強(qiáng)平衡右移，氨氣的含量應(yīng)增大，圖象與實(shí)際不符，故A錯(cuò)誤；
B．壓強(qiáng)不同，平衡狀態(tài)不同，不可能在同一平衡狀態(tài)，圖象與實(shí)際不符，故B錯(cuò)誤；
C．升高溫度平衡逆向移動(dòng)，氨氣的含量減小，圖象與實(shí)際不符，故C錯(cuò)誤；
D．催化劑不影響平衡移動(dòng)，由圖象可知1到達(dá)平衡時(shí)間過(guò)短，故催化劑性能1＞2，故D正確．
故答案為：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算與影響因素、化學(xué)平衡圖象、化學(xué)平衡的建立等，題目難度中等，（5）中作圖注意縮小體積瞬間，氨氣濃度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍．