Question

3．已知工業(yè)上合成氨反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，回答以下問(wèn)題：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{[N{H}_{3}]^{2}}{[{N}_{2}]•[{H}_{2}]^{3}}$，溫度越高，其平衡常數(shù)的值越減�。�（填“增大”“減小”“不變”）
（2）某溫度下，若把1mol N₂與3mol H₂置于體積為1L的密閉容器內(nèi)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得混合氣體中氨的物質(zhì)的量為2/3mol，則該溫度下反應(yīng)的K=$\frac{1}{12}$（可用分?jǐn)?shù)表示）．能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是bd（填字母）．
a．容器內(nèi)的密度保持不變    b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c．v_正（N₂）=2v_逆（NH₃）        d．混合氣體中c（NH₃）不變
（3）對(duì)于合成氨反應(yīng)而言，下列有關(guān)圖象一定正確的是（選填序號(hào)）A
（4）相同溫度下，有恒容密閉容器A和恒壓密閉容器B，兩容器中均充入1mol N₂和3mol H₂，此時(shí)兩容器的體積相等．在一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A中NH₃的體積分?jǐn)?shù)為a，放出熱量Q₁kJ；B中NH₃的體積分?jǐn)?shù)為b，放出熱量Q₂kJ．則：a＜b（填“＞”、“=”或“＜”，下同），Q₁＜Q₂，Q₁＜92.4．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{生成物濃度系數(shù)的冪次方}{反應(yīng)物濃度系數(shù)的冪次方}$，該反應(yīng)放熱，升溫平衡逆向移動(dòng)；
（2）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開(kāi)始 1      3        0
轉(zhuǎn)化 x      3x       2x
平衡1-$\frac{1}{3}$     3-1     $\frac{2}{3}$
根據(jù)K=$\frac{[N{H}_{3}]^{2}}{[{N}_{2}]•[{H}_{2}]^{3}}$，進(jìn)行計(jì)算；化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各組分濃度保持不變，據(jù)此分析；
（3）A．先出現(xiàn)拐點(diǎn)的先達(dá)到平衡，則T₂大，溫度高，平衡逆向移動(dòng)；
B．平衡時(shí)濃度不一定相等；
（4）恒容密閉容器A，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A中NH₃的體積分?jǐn)?shù)為a，放出熱量Q₁kJ，
而恒壓密閉容器B，均充入1mol N₂和3molH₂，反應(yīng)發(fā)生后總物質(zhì)的量減少，由pV=nRT可知，相對(duì)于A來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于B加壓，則平衡正向移動(dòng)．

解答 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{生成物濃度系數(shù)的冪次方}{反應(yīng)物濃度系數(shù)的冪次方}$=$\frac{[N{H}_{3}]^{2}}{[{N}_{2}]•[{H}_{2}]^{3}}$，該反應(yīng)放熱，升溫平衡逆向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)減小，故答案為：$\frac{[N{H}_{3}]^{2}}{[{N}_{2}]•[{H}_{2}]^{3}}$；減��；
（2）K=$\frac{[N{H}_{3}]^{2}}{[{N}_{2}]•[{H}_{2}]^{3}}$=$\frac{{（\frac{2}{3}）}^{2}}{\frac{2}{3}×{2}^{3}}$=$\frac{1}{12}$，
a．容器體積不變，氣體質(zhì)量不變，所以容器內(nèi)的密度始終保持不變，故a不選；
b．容器體積不變，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不同，所以容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b選；
c．v_正（N₂）=2v_逆（NH₃），不符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故c不選；
d．混合氣體中c（NH₃）不變，說(shuō)明各組分濃度都不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d選；
故答案為：$\frac{1}{12}$；bd；
（3）A．先出現(xiàn)拐點(diǎn)的先達(dá)到平衡，則T₂大，溫度高，平衡逆向移動(dòng)，與圖象一致，故A正確；
B．平衡時(shí)濃度不一定相等，平衡濃度取決起始濃度和轉(zhuǎn)化率，圖象表示錯(cuò)誤，故B錯(cuò)誤；
故答案為：A；
（4）恒容密閉容器A，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A中NH₃的體積分?jǐn)?shù)為a，放出熱量Q₁kJ，
而恒壓密閉容器B，均充入1mol N₂和3molH₂，反應(yīng)發(fā)生后總物質(zhì)的量減少，由pV=nRT可知，相對(duì)于A來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于B加壓，則平衡正向移動(dòng)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)變大，所以a＜b，B中放出的熱量對(duì)，則Q₁＜Q₂，熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱為完全反應(yīng)放出的熱量，而A中不能完全轉(zhuǎn)化，放出的熱量少，則Q₁＜92.4，
故答案為：＜；＜；＜．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及化學(xué)平衡的計(jì)算、影響反應(yīng)速率及平衡的因素、平衡的判定、熱化學(xué)反應(yīng)方程式，化學(xué)平衡圖象等，注重高考�？疾辄c(diǎn)的考查，注意圖象的分析，題目難度中等．