Question

在

T

1

℃時(shí)，向容積為2L的密閉容器甲中加入1molN₂、3molH₂及少量固體催化劑，發(fā)生反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2N H₃（g）；△H＜0，10min時(shí)各物質(zhì)的濃度不再變化，測(cè)得N H₃的體積分?jǐn)?shù)為25%．
（1）該反應(yīng)在0-10min時(shí)間內(nèi)H₂的平均反應(yīng)速率為

 

，N₂的轉(zhuǎn)化率為

 

．
（2）在

T

1

℃時(shí)，若起始時(shí)在容器甲中加入0.5molN₂、1.5molH₂、0.5molN H₃，則達(dá)到平衡時(shí)NH₃的體積分?jǐn)?shù)

 

（填選項(xiàng)字母）
a  大于25%   b  等于25%   c  小于25%
（3）如圖是在

T

1

℃時(shí)密閉容器甲中H₂的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間t的變化曲線，請(qǐng)?jiān)谠搱D中補(bǔ)畫出該反應(yīng)在

T

2

℃（T₂＞T₁）時(shí)的H₂體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間t的變化曲線．
（4）若保持

T

1

℃，在體積也為2L的密閉容器乙中通入一定量的N₂、H₂、NH₃，欲使平衡時(shí)容器乙中各物質(zhì)的量與容器甲中完全相同，且起始時(shí)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則通入H₂的物質(zhì)的量x的取值范圍是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）令平衡時(shí)參加反應(yīng)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為xmol，利用三段式表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，根據(jù)氨氣的體積分?jǐn)?shù)列方程計(jì)算，再根據(jù)v=

△n V

△t

計(jì)算v（H₂），根據(jù)轉(zhuǎn)化率等于計(jì)算氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率；
（2）起始時(shí)在容器甲中加入0.5molN₂、1.5molH₂、0.5molN H₃，等效為開始加入0.75molN₂、2.25molH₂，進(jìn)一步等效為在原平衡基礎(chǔ)上降低壓強(qiáng)，與原平衡相比平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；
（3）溫度T₂＞T₁，升高溫度反應(yīng)速率加快，縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氫氣的體積分?jǐn)?shù)增大，據(jù)此作圖；
（4）若保持

T

1

℃，在體積也為2L的密閉容器乙中通入一定量的N₂、H₂、NH₃，欲使平衡時(shí)容器乙中各物質(zhì)的量與容器甲中完全相同，則與甲為完全等效平衡，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊滿足氮?dú)鉃?mol、氫氣為3mol，且起始時(shí)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則通入氫氣的物質(zhì)的量應(yīng)大于甲中的平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量，由于氨氣存在，故氫氣應(yīng)小于3mol．

解答： 解：（1）令平衡時(shí)參加反應(yīng)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為xmol，則：
           N₂（g）+3H₂（g）?2N H₃（g）
開始（mol）：1       3         0
變化（mol）：x       3x        2x
平衡（mol）：1-x     3-3x      2x
所以

2x

1-x+3-3x+2x

=25%，解得x=0.4，
故v（H₂）=

0.4mol×3 2L

10min

=0.06mol/（L．min），
氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率=

0.4mol

1mol

×100%=40%，
故答案為：0.06mol/（L．min）；40%；
（2）起始時(shí)在容器甲中加入0.5molN₂、1.5molH₂、0.5molN H₃，等效為開始加入0.75molN₂、2.25molH₂，進(jìn)一步等效為在原平衡基礎(chǔ)上降低壓強(qiáng)，與原平衡相比平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡時(shí)NH₃的體積分?jǐn)?shù)小于25%，
故答案為：c；
（3）升高溫度反應(yīng)速率加快，縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氫氣的體積分?jǐn)?shù)增大，溫度T₂＞T₁，故T₂溫度到達(dá)平衡時(shí)間較短、氫氣的體積分?jǐn)?shù)較大，圖象為，故答案為：；
（4）若保持

T

1

℃，在體積也為2L的密閉容器乙中通入一定量的N₂、H₂、NH₃，欲使平衡時(shí)容器乙中各物質(zhì)的量與容器甲中完全相同，則與甲為完全等效平衡，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊滿足氮?dú)鉃?mol、氫氣為3mol，且起始時(shí)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則通入氫氣的物質(zhì)的量應(yīng)大于甲中的平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量，由于氨氣存在，故氫氣應(yīng)小于3mol，由（1）計(jì)算可知平衡時(shí)甲中氫氣為3mol-3×0.4mol=1.8mol，故1.8mol＜x＜3mol，
故答案為：1.8mol＜x＜3mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、等效平衡等，難度中等，（2）（3）注意根據(jù)等效平衡進(jìn)行解答．