Question

在一定溫度下，向一2L固定容積的密閉容器中通入20molN₂和60molH₂，經(jīng)過5分鐘后，N₂的濃度是5mol∕L，又過了5分鐘 N₂、H₂、NH₃的濃度不再變化，此時NH₃的濃度是14mol∕L，達(dá)到平衡后共放出QKJ的熱量，試完成下列問題：
（1）前5分鐘用H₂表示的化學(xué)反應(yīng)速率

 

（2）反應(yīng)達(dá)到平衡后N₂的轉(zhuǎn)化率

 

；
（3）表示該溫度下合成氨的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為

 

（4）若平衡后再增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向

 

方向移動（填“正”“逆”“不”）；
（5）該溫度下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

（用含Q的式子表示）；
（6）在該溫度下，向另一2L固定容積的密閉容器中通入N₂ 5mol、H₂15mol、NH₃30mol，反應(yīng)達(dá)到平衡后H₂的濃度是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：根據(jù)題意，得到：
             N₂+3H₂?2NH₃
初始濃度：10  30   0 
5min時濃度：5   15   10
5min變化濃度：5   15   10
10min平衡濃度：3   9    14
10min內(nèi)的變化濃度：7  21   14
（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率為v=

△c

△t

來計算；
（2）根據(jù)轉(zhuǎn)化率是變化量和初始量的比值來計算；
（3）K等于各個生成物平衡濃度系數(shù)次冪之積和各個反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次冪之積的比值；
（4）增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向進(jìn)行；
（5）根據(jù)熱化學(xué)方程式的意義，以及方程式的系數(shù)和焓變的關(guān)系來回答；
（6）根據(jù)等效平衡的含義來回答．

解答： 解：根據(jù)題意，得到：N₂+3H₂?2NH₃
初始濃度：10  30   0 
5min時濃度：5   15   10
5min變化濃度：5   15   10
10min平衡濃度：3   9    14
10min內(nèi)的變化濃度：7  21   14
（1）前5分鐘用V（H₂）表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v=

△c

△t

=

15mol/L

5min

=3mol∕（L?min），故答案為：3mol∕（L?min）；
（2）反應(yīng)達(dá)到平衡后，N₂的轉(zhuǎn)化率=

7

10

×100%=70%，故答案為：70%；
（3）該溫度下合成氨的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

，故答案為：K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

；
（4）若平衡后再增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向進(jìn)行，即正向進(jìn)行，故答案為：正；
（5）根據(jù)熱化學(xué)方程式的意義：當(dāng)生成NH₃的濃度是14mol∕L，即氨氣的物質(zhì)的量是28mol，放出QkJ的熱量，則當(dāng)生成氨氣的物質(zhì)的量是2mol，放出QkJ的熱量為

Q

14

kJ，所以，N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-

Q

14

kJ?mol^-1，故答案為：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-

Q

14

kJ?mol^-1；
（6）在該溫度下，向另一2L固定容積的密閉容器中通入N₂ 5mol、H₂15mol、NH₃30mol，建立的平衡和上述平衡是等效的，所以反應(yīng)達(dá)到平衡后H₂的濃度是3mol/L，故答案為：3 mol∕L．

點(diǎn)評：本題綜合考查學(xué)生化學(xué)平衡以及反應(yīng)速率的計算以及熱化學(xué)方程式的意義等知識，屬于綜合知識的考查，注意知識的歸納和梳理是關(guān)鍵，難度不大．