Question

6．N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-94.4kJ•mol^-1．恒容時，體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線如圖．
①在1L容器中發(fā)生反應，前20min內(nèi)，v（NH₃）=0.050mol（L•min）^-1，放出的熱量為47.2kJ；
②25min時采取的措施是將NH₃從反應體系中分離出去；
③時段Ⅲ條件下，反應的平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{（0.50mol/L）{\;}^{2}}{（0.75mol/L）{\;}^{3}×0.25mol/L}$（用具體數(shù)據(jù)表示）．

Answer 1

分析 ①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算出前20min內(nèi)氨氣的平均反應速率v（NH₃），根據(jù)達到平衡時生成氨氣的物質(zhì)的量及熱化學方程式N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-94.4kJ•mol^-1計算出放出的熱量；
②根據(jù)25min時氨氣的物質(zhì)的量變?yōu)?，而氮氣和氫氣的物質(zhì)的量不變進行解答，改變的條件是分離出氨氣；
③根據(jù)時段Ⅲ條件下達到平衡時各組分的濃度及平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積進行解答．

解答 解：①根據(jù)圖象可知，20min時氨氣的物質(zhì)的量濃度為1.00mol/L，所以氨氣的平均反應速率為：v（NH₃）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1.00mol/L}{20min}$=0.050mol（L•min）^-1；達到平衡時生成的氨氣的物質(zhì)的量為：1.00 mol/L×1L=1.00mol，
根據(jù)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-94.4kJ•mol^-1可知生成1.00mol氨氣放出的熱量為$\frac{1}{2}$×94.4kJ•mol^-1=47.2kJ，
故答案為：0.050mol（L•min）^-1； 47.2kJ；
②25min時氨氣的物質(zhì)的量迅速變?yōu)?而氮氣、氫氣的物質(zhì)的量不變，之后氮氣、氫氣的物質(zhì)的量逐漸減小，氨氣的物質(zhì)的量逐漸增大，說明25min時改變的條件是將NH₃從反應體系中分離出去，
故答案為：將NH₃從反應體系中分離出去；
③時段Ⅲ條件下，反應為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），圖象方向可知平衡狀態(tài)下[N₂]=0.25mol/L，[NH₃]=0.50mol/L，[H₂]=0.75mol/L，該反應的化學平衡常數(shù)為：K=$\frac{[NH{\;}_{3}]{\;}^{2}}{[H{\;}_{2}]{\;}^{3}[N{\;}_{2}]}$=$\frac{（0.50mol/L）{\;}^{2}}{（0.75mol/L）{\;}^{3}×0.25mol/L}$，
故答案為：K=$\frac{（0.50mol/L）{\;}^{2}}{（0.75mol/L）{\;}^{3}×0.25mol/L}$．

點評 本題考查了化學反應速率計算、影響化學平衡的因素，題目難度中等，注意掌握溫度等因素對化學平衡的影響，明確化學反應速率、化學平衡常數(shù)的概念及計算方法是解題關鍵．