Question

在一容積為2 L的密閉容器中，加入0.2 mol的N₂和0.6 mol的H₂，在一定條件下發生反應：N₂(g)＋3H₂(g)  2NH₃(g)　ΔH＜0反應中NH₃的物質的量濃度的變化情況如下圖所示，請回答下列問題：

（1）根據上圖，計算從反應開始到平衡時，平衡反應速率v(NH₃)為______________．

（2）該反應達到平衡時H₂的轉化率________．

（3）反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應溫度，則NH₃的物質的量濃度不可能為____________．(填序號)

a．0.20 mol·L^－1 b．0.12 mol·L^－1 c．0.10 mol·L^－1  d．0.08 mol·L^－1

（4）請寫出該反應的平衡常數表達式_________，若該反應在298K、398K時的化學平衡常數分別為K₁、K₂，則K₁       K₂（填“＞”“=” 或 “＜” ）。

（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0.25 mol·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．

 

Answer 1

【答案】

（1）0.025mol/(L·min)  （2）50%  （3）a、c （4） >

（5）

【解析】

試題分析：（1）根據圖像可知，反應進行到4min時達到平衡狀態。而平衡時氨氣的物質的量濃度是0.10mol/L，則氨氣的反應速率是0.1mol/L÷4min＝0.025mol/(L·min)。

（2）根據圖像可知，平衡時氨氣的物質的量濃度是0.10mol/L，所以消耗氫氣的濃度是0.15mol/L，則氫氣的轉化率是0.15mol/L÷0.3mol/L×100×＝50％。

（3）由于正反應是放熱反應，所以改變溫度平衡一定發生移動，但由于反應物的轉化率不可能是100％，所以氨氣的濃度不可能超過0.20mol/L，即答案選ac。

（4）化學常數是在一定條件下的可逆反應中，當可逆反應反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以根據反應的方程式可知，該反應的平衡常數表達式是。由于正反應是放熱反應，所以升高溫度平衡向逆反應方向越多，平衡常數減小。

（5）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半的瞬間，氨氣的濃度變為0.2mol/L。由于增大壓強平衡向正反應方向移動，所以最終的圖像應該是：

。

考點：考查可逆反應的有關計算、外界條件對平衡狀態的影響、圖像識別等等

點評：在判斷外界條件對平衡狀態的影響時，應該依據勒夏特列原理進行判斷，同時要根據具體的化學反應具體、靈活分析。