Question

【題目】工業(yè)合成氨反應為Nz(g)+3H2(g) 2NH3(g)，對其研究如下:在773 K時，分別將2 mol N2和6 mol H2充入一個固定容積為1L 的密閉容器中，隨著反應的進行，氣體混合物中n(H2)、n(NH3)與反應時間t的關系如下表;

t/min	0	5	10	15	20	25	30
n（H2）/mol	6.00	4.50	3.60	3.30	3.03	3.00	3.00
n（NH3）/mol	0	1.00	1.60	1.80	1.98	2.00	2.00

(1) 前10min 中利用N2表示的反應速率為________

(2) 該溫度下，此反應的平衡常數(shù)K=__________

(3) 該溫度下，若向同容積的另一容器中投入的N2、H2、NH3的濃度分別為3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1，則此時v正_______v逆(填“>”、“<”或“=”)。

(4) 該溫度下，在上述平衡體系中再通入2molNH3，一段時間后，達到新的平衡。此時c(H2)____ 4.5mo1/L(填“>”、“<”或“=”)。

(5) 由上表中的實驗數(shù)據(jù)計算得到“濃度-時間”的關系可用右圖中的曲線表示，表示c(N2)-t的曲線是______。在此溫度下，若起始充入4 mol Nz 和12 mol Hz,則反應剛達到平衡時，表示c(H2)-t的曲線上相應的點為_______。

Answer 1

【答案】 V(N2)=0.08mol·L-1·min-1 K=4/27(mol/L)-2 > < 乙 B

【解析】(1)前10min中生成氨氣是1.6mol，消耗氮氣是0.8mol，濃度是0.8mol/L，則用N2表示的反應速率為0.8mol/L÷10min＝0.08mol·L-1·min-1；(2)平衡時生成氨氣是2mol，消耗氮氣是1mol，剩余氮氣是1mol，因此該溫度下，此反應的平衡常數(shù)K=；(3)該溫度下，若向同容積的另一容器中投入的N2、H2、NH3的濃度分別為3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1，則此時濃度熵是＜4/9，平衡向正反應方向進行，則v正>v逆。(4)如果平衡時氫氣是4.5mo1/L，則又消耗氨氣是1mol/L，氨氣濃度是3mol/L，氮氣的濃度是2.5mol/L，此時＜4/9，所以平衡時氫氣的濃度必須小于4.5mo1/L；(5)由反應方程式可知變化量之比等于對應物質的化學計量數(shù)之比，而△n甲：△n乙：△n丙=3：1：2，所以表示c(N2)～t的曲線是乙；在此溫度下，若起始充入4molN2和12molH2，相當于在原來基礎上增加壓強，平衡正向移動，所以比原平衡的兩倍小，而且達平衡的時間縮短，則應是點B。