Question

哈伯因發明了氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年的諾貝爾化學獎，

N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H<0。下圖表示某溫度時，向1L容器中加入1mol氮氣，3mol氫氣，該反應在110S內反應進行的程度：

（1）此反應在50～60s時化學平衡常數為K₁ =      （列出計算式不用試算）。

（2）反應進行到60s時，改變的條件可能是    。

A．加入催化劑                           B．擴大容器的體積

C．升高溫度                             D．減小氨氣的濃度

在該條件下，氮氣的化學反應速率     。（填“變小”、“變大”或“不變”）

（3）該反應在80s后化學平衡常數為K₂，則K₁  K₂(填“>”、“<”或“=”)，此時氮氣的轉化率為      。

（4）若在110s后向該平衡體系中再加入1mol氨氣，則再次達平衡后，氨氣在平衡體系中的體積分數      。（填“變小”、“變大”或“不變”）

 

Answer 1

【答案】

（1）(2) C 變大    (3)  > 20%     (4)變大

【解析】

試題分析：（1）50～60s時，反應達到平衡狀態。

N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H<0

始（mol· L^－1） 1      3

變（mol· L^－1） 0.25   0.75          0.5

平（mol· L^－1） 0.75   2.25          0.5

K==。

（2）60-80s時c(NH₃)減小，后又達到平衡狀態。催化劑對平衡移動無影響，A錯誤；擴大容器體積，c(NH₃)瞬間減小，與原平衡不連續，B錯誤；升高溫度，平衡向左移動，c(NH₃)減小，C正確；減小氨氣濃度，c(NH₃)先減小先增大，D錯誤。

（3）該反應是放熱反應，溫度越高，K越小。80s后，c(NH₃)=0.4mol·L^－1，轉化的N₂為0.2mol，N₂轉化率為0.2。

（4）平衡后再加氨氣，相當于定溫定容時再充入N₂和H₂，等效于增大壓強，平衡向右移動，氨氣在平衡體系中體積分數增大。

考點：化學平衡常數   勒沙特列原理   轉化率  等效平衡  

點評：平衡常數與溫度有關。