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(fā)生反應(yīng)：N₂(g)＋3H₂(g)  2NH₃(g)  ΔH＜0 。反應(yīng)中NH₃的物質(zhì)的量濃度的變化情況如下圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）根據(jù)上圖，計(jì)算從反應(yīng)開(kāi)始到平衡時(shí)，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H₂)為_(kāi)_____________。
（2）該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)N₂的轉(zhuǎn)化率_________________。
（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_(kāi)___________。(填序號(hào))
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(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式_________，若該反應(yīng)在298K、398K時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)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(dá)到新的平衡(此時(shí)NH₃的濃度約為0.25 mol·L^－1)，請(qǐng)?jiān)谏蠄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)。

Answer 1

（1）0.0375 mol·L^－1·min^－1
（2）50%
（3）a、c
（4）    >
（5）

試題分析：（1）v(H₂)="3/2" v(NH₃)=3/2×0.10mol/L÷4min=0.0375 mol·L^－1·min^－1。
N₂(g)＋3H₂(g)  2NH₃(g)
初始濃度（mol?L?¹）0.1     0.3            0
初始濃度（mol?L?¹）0.05      0.15            0.1
初始濃度（mol?L?¹）0.05      0.15            0.1
則該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)N₂的轉(zhuǎn)化率=0.05mol?L?¹÷0.1mol?L?¹×100%=50%
（3）根據(jù)化學(xué)方程式可知NH₃的濃度范圍0<c(NH₃)<0.2mol?L?¹，原平衡NH₃的濃度為0.10mol?L?¹，溫度改變，平衡移動(dòng)會(huì)發(fā)生移動(dòng)，新平衡的濃度一定不是0.10mol?L?¹，故a、c項(xiàng)不可能。
（4）根據(jù)平衡常數(shù)的定義可得該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：；因?yàn)檎�反�?yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，所以K₁>K₂。
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，NH₃的濃度變?yōu)?.20mol?L?¹，壓強(qiáng)增大，平衡向右移動(dòng)，NH₃的濃度逐漸增加，到8min末為0.25mol?L?¹，即可畫(huà)出曲線(xiàn)。