Question

在一定條件下，合成塔中氮氣和氫氣的起始濃度分別為a mol?L^-1和b mol?L^-1，反應為：
N₂+3H₂?2NH₃，氨氣的濃度隨時間變化如圖所示．
（1）反應到5min時，氫氣反應速率

 

．A的平衡常數(shù)為

 

（用含a，b的表達式表示）
（2）在10min時采取的措施是

 

（3）若合成塔內生成17g氨氣放出45.5kJ熱量，寫出合成氨反應的熱化學方程式

 

（4）-50°C時，液氨存在如下電離：2NH₃?NH₄⁺+NH^-₂，K=2×10^-12，往液氨中加入NH₄Cl固體，K

 

2×10^-12（填“＜”、“＞”或“=”）

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）由圖可知，反應到5min時達平衡狀態(tài)，氨氣的濃度為4mol/L，根據(jù)v=

△c

△t

計算v（NH₃），再利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v（H₂）；
根據(jù)三段式計算平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)k=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

計算；
（2）由圖可知，10min瞬間改變條件，NH₃的濃度為原平衡的一半，隨后氨氣的濃度增大，改變條件平衡向生成氨氣的方向移動，應該是移走氨氣的物質的量，降低氨氣的濃度；
（3）若合成塔內生成17g氨氣放出45.5kJ熱量，34g氨氣生成放熱91KJ，標注物質聚集狀態(tài)和對應反應焓變寫出合成氨反應的熱化學方程式；
（4）電離平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，電離平衡常數(shù)不變，離子濃度無關．

解答： 解：（1）由圖可知，反應到5min時達平衡狀態(tài)，氨氣的濃度為4mol/L，故v（NH₃）=

4mol/L

5min

=0.8mol/（L?min），速率之比等于化學計量數(shù)之比，
故v（H₂）=

3

2

v（NH₃）=

3

2

×0.8mol/（L?min）=1.2mol/（L?min），
               N₂+3H₂?2NH₃，
開始（mol/L）：a   b    0
變化（mol/L）：2   6    4
平衡（mol/L）：a-2  b-6  4
故平衡常數(shù)k=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

=

42

(a-2)(b-6)3

=

16

(a-2)(b-6)3

；
故答案為：1.2mol/（L?min）；

16

(a-2)(b-6)3

；
（2）由圖可知，10min瞬間改變條件，NH₃的濃度為原平衡的一半，隨后氨氣的濃度增大，改變條件平衡向生成氨氣的方向移動，應該是移走氨氣的物質的量，降低氨氣的濃度，
故答案為：移走生成的氨氣，降低氨氣的濃度；
（3）塔內生成17g氨氣放出45.5kJ熱量，34g氨氣生成放熱91KJ，標注物質聚集狀態(tài)和對應反應焓變寫出合成氨反應的熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂=2NH₃（g）△H=-91KJ/mol；
故答案為：N₂（g）+3H₂=2NH₃（g）△H=-91KJ/mol
（4）電離平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，電離平衡常數(shù)不變，離子濃度無關，故答案為：=．

點評：本題考查化學反應速率計算、平衡常數(shù)有關計算與影響因素、化學平衡圖象與影響因素、等效平衡、反應熱的有關計算等，題目綜合性較大，難度中等．