题目

题型：不详难度：来源：

在一容积为2 L的密闭容器中，加入0.2 mol的N₂和0.6 mol的H₂，在一定条件下发生反应：N₂(g)＋3H₂(g)  2NH₃(g)  ΔH＜0 。反应中NH₃的物质的量浓度的变化情况如下图所示，请回答下列问题：

（1）根据上图，计算从反应开始到平衡时，氢气的平均反应速率v(H₂)为______________。
（2）该反应达到平衡时N₂的转化率_________________。
（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH₃的物质的量浓度不可能为____________。(填序号)
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）请写出该反应的平衡常数表达式_________，若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁   K₂（填“＞”、“="”" 或 “＜” ）。
（5）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH₃的浓度约为0.25 mol·L^－1)，请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH₃浓度的变化曲线。

答案

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

解析

试题分析：（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)
初始浓度（mol•L‾¹）0.1     0.3            0
初始浓度（mol•L‾¹）0.05      0.15            0.1
初始浓度（mol•L‾¹）0.05      0.15            0.1
则该反应达到平衡时N₂的转化率=0.05mol•L‾¹÷0.1mol•L‾¹×100%=50%
（3）根据化学方程式可知NH₃的浓度范围0<c(NH₃)<0.2mol•L‾¹，原平衡NH₃的浓度为0.10mol•L‾¹，温度改变，平衡移动会发生移动，新平衡的浓度一定不是0.10mol•L‾¹，故a、c项不可能。
（4）根据平衡常数的定义可得该反应的平衡常数表达式为：；因为正反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，所以K₁>K₂。
（5）第5分钟末将容器的体积缩小一半后，NH₃的浓度变为0.20mol•L‾¹，压强增大，平衡向右移动，NH₃的浓度逐渐增加，到8min末为0.25mol•L‾¹，即可画出曲线。