Question

(14 分)在T₁℃時(shí)，向容積為2 L 的密閉容器甲中加人1mol N₁、3mol H₂及少量固體催  化劑，發(fā)生反應(yīng)N₂(g) + 3H₂(g) 2NH₃(g)；△H＜0，10min時(shí)各物質(zhì)的濃度不再變化，測(cè)得NH₃ 的體積分?jǐn)?shù)為25% 。
(1) 該反應(yīng)在0 ~l0min 時(shí)間內(nèi)H₂的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_____，N₂的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_____。
   (2)在T₁℃時(shí)，若起始時(shí)在容器甲中加入0.5mol N₂、1.5mol H₂、0.5mol NH₃ ，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)右圖是在T₁℃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(huà)出該反應(yīng)在T₂℃（T₁＞T₂）時(shí)H₂的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間t的變化曲線。
(4)若保持T₁℃，在體積也為2 L 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

⑴0.06mol·L^－1·min^－1   (2分)    40％  (3分)   ⑵ c   (3分)
⑶    (3分)    ⑷ 1.8mol< x <3mol  (3分)

（1）設(shè)達(dá)平衡時(shí)，體系內(nèi)生成2x mol NH₃，則有：，解得x＝0.4mol，△c(H₂)＝0.6mol·L^-1，△t＝10min，故v(H₂)＝0.06mol·L^-1 ·min^－1。N₂的轉(zhuǎn)化率＝＝40％。
（2）加入0.5mol N₂、1.5mol H₂、0.5mol NH₃相當(dāng)于加入0.75mol N₂、2.25mol H₂，與原平衡相比，N₂、H₂濃度都小于原平衡，所以降低濃度導(dǎo)致反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，達(dá)平衡時(shí)體系內(nèi)NH₃的體積分?jǐn)?shù)小于25％。
（3）因T₂>T₁，所以在T₂溫度下反應(yīng)速率更快，達(dá)平衡時(shí)間更短，但達(dá)平衡時(shí)H₂的體積分?jǐn)?shù)比T₁時(shí)高，據(jù)此可畫(huà)出對(duì)應(yīng)變化曲線。
（4）甲容器中達(dá)平衡時(shí)n(H₂)＝1.8mol，所以x至少應(yīng)大于1.8mol，要使大平衡時(shí)N₂、H₂、NH₃濃度與甲平衡相同，則x<3mol，故有：1.8mol<x<3mol。