Question

500℃時(shí)，將H₂和N₂置于一容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)過程中H₂、N₂和NH₃物質(zhì)的量變化如圖所示，分析圖像完成下列問題：

(1)0～10分鐘，N₂的平均反應(yīng)速率為________mol·L^－1·min^－1,0～10分鐘與10～20分鐘兩個(gè)時(shí)間段中，N₂的反應(yīng)速率之比為________。反應(yīng)在第10 min可能改變的條件是________，運(yùn)用圖像信息說明該條件不是升溫的原因：________。
(2)計(jì)算500℃時(shí)，反應(yīng)N₂＋3H₂2NH₃的平衡常數(shù)K的數(shù)值為________。保持溫度不變，反應(yīng)進(jìn)行至25 min時(shí)，抽去0.1 mol氨，此時(shí)平衡常數(shù)K將________(填“增大”“減小”或“不變”)。保持體積不變，達(dá)到新平衡后的正反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率比原平衡狀態(tài)________(填“大”“小”或“不變”)。
(3)在上圖中畫出25～40 min時(shí)間段內(nèi)N₂的物質(zhì)的量的變化圖像。

Answer 1

(1)0.0025；1：2；加入催化劑；三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同　(2)426.7；不變；小　(3)如圖所示。

(1)由圖像和速率的計(jì)算公式可求知0～10 min，v(N₂)＝0.05 mol/(2 L×10 min)＝0.0025 mol·L^－1·min^－1；10～20 min，v(N₂)＝0.1 mol/(2 L×10 min)＝0.005 mol·L^－1·min^－1，所以0～10 min與10～20 min的v(N₂)之比為1：2；根據(jù)計(jì)算10～20 min的v(N₂)，v(H₂)，v(NH₃)知，三者均增大為原來的2倍，故在10 min時(shí)應(yīng)該是加入了催化劑，而不是升溫。(2)500°C時(shí)，根據(jù)平衡常數(shù)K的計(jì)算公式即可求得平衡常數(shù)K的數(shù)值，K＝c²(NH₃)/c(N₂)c³(H₂)＝0.15²/(0.125×0.075³)≈426.7，K只受溫度影響，所以減少NH₃的量K值不變，但NH₃減少后，由于體積不變，濃度減小，故反應(yīng)速率減小。