Question

【題目】一定條件下，向容積可變的密閉容器中通入 N2 和 H2,發生反應:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0 達到平衡后，試回答下列問題：

(1)該條件下，反應的平衡常數表達式K=__________，若降低溫度，K 值將______（填“增大”、“減小” 或“不變”）。 達到平衡后，若其它條件不變，把容器體積縮小一半，平衡將_______（填“向逆反應方向”、“向正反應方向”或“不”）移動，平衡常數_____（填“增大”、“減小” 或“不變”）。

(2)下列能說明該反應已達到平衡狀態的有（_____）

A．容器內壓強不隨時間變化而變化

B．混合氣體總分子數不隨時間變化而變化

C．混合氣體的顏色不再改變

D．c(N2)與c(H2)的比值為1:3

E．容器中氣體的密度不再改變

(3)既加快反應速率又使平衡右移的方法是（_____）

A．降低溫度 B．加入正催化劑 C．減小容器體積 D．再通入和原來相等量的 N2 和 H2

(4)在A、B 兩個容積相同的容器中各充入 1mol N2 和 3mol H2，A 容器保持恒溫恒容達到平衡時氫氣的物質的量為x，B 容器保持恒溫恒壓達到平衡時氫氣的物質的量為y，則 x________y(“>”“<”或“=”)。

(5)在容積為2.0 L且體積不變的密閉容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反應在一定條件下達到平衡時，NH3的物質的量分數(NH3的物質的量與反應體系中總的物質的量之比)為，則該條件下N2的平衡轉化率為__________。

Answer 1

【答案】 c(NH3)2/c(N2)·c (H2)3 增大 向正反應方向 不變 BE C > 66.7%

【解析】（1）化學平衡常數K等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；該反應的正反應是放熱反應，降低溫度，平衡正向移動，但平衡常數只與溫度有關；該反應的正反應是一個反應前后氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動；溫度不變，平衡常數不變；（2）當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的一些物理量不變，注意該反應是一個反應前后氣體體積減小的化學反應，增大壓強平衡正向移動；（3）根據外界條件對化學反應速率的影響分析，增大濃度、升高溫度、增大壓強、使用催化劑等可以加快反應速率，結合平衡移動原理分析解答；

（1）化學平衡常數K等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，所以該反應的平衡常數K=；該反應的正反應是放熱反應，降低溫度，平衡正向移動，則化學平衡常數增大；該反應的正反應是一個反應前后氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，向正反應方向移動；溫度不變，平衡常數不變，所以該反應平衡常數不變；（2）A．該反應是一個反應前后氣體體積減小的化學反應，反應在容積可變的容器中進行則為恒壓條件，則容器中氣體壓強始終不變，不能說明反應達到平衡狀態，選項A錯誤；B．該反應是一個反應前后氣體體積減小的化學反應，混合氣體總分子數不隨時間變化而變化則各物質的量恒定反應達到平衡狀態，選項B正確；C．混合氣體均為無色，反應過程氣體顏色始終不變，不能說明反應達到平衡狀態，選項C錯誤；D．N2、H2分子數之比1∶3的狀態不一定滿足正逆反應速率相等，選項D錯誤；E．密度是氣體的質量和容器體積的比值，反應前后氣體質量不變和容器體積變化，當體積不變時密度不變，說明反應已達到平衡狀態，選項E正確。答案選BE；（3）A．降低溫度平衡向正反應方向移動，但反應速率減慢，選項A不符合；B．使用催化劑，加快反應速率，但不影響平衡移動，選項B不符合；B．減小容器的體積相當于增大壓強平衡向正反應方向移動，反應速率加快，選項C符合；D．再通入和原來相等量的 N2 和 H2，恒壓條件下濃度不變，反應速率不變，平衡不移動，選項D不符合；答案選C；（4）剛開始的時候，兩個容器是相同的，所以壓強相等，A恒容，隨著反應的進行壓強減小（因為氣體的物質的量在減小），B恒壓，壓強一直不變，所以達到平衡時的壓強B>A。因為增大壓強，平衡向正反應方向移動，所以B中的平衡態更向右，氫氣的物質的量更小，答案為x>y；（5）利用用三段式可知，設N2的平衡轉化率為a，

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

起始量（mol） 0.6 1.6 0

轉化率（mol） 0.6 a 1.8a 1.2a

平衡量（mol） 0.6－0.6a 1.6-1.8a 1.2a

所以有=，解得a＝66.7%，N2的平衡轉化率為66.7％。