Question

5．在一固定容積為2L的密閉容器內(nèi)加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定條件下發(fā)生如下反應：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）+Q（Q＞0），
（1）該反應450℃的平衡常數(shù)＞500℃時的平衡常數(shù)（填“＞”、“＜”或“=”）．該反應達到平衡時混合氣體的平均式量的范圍是8.5＜平均式量＜17
（2）下列描述中能說明上述反應已達平衡的是BD
A、3V_正（H₂）=2V_逆（NH₃）         B、容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化
C、容器中氣體的密度不隨時間而變化   D、容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化
如上述反應若第5分鐘時達到平衡，測得NH₃的物質(zhì)的量為0.2mol，計算從反應開始到平衡時，平均反應速率v（N₂）為0.02mol/（L．min）．
（3）下列研究目的和示意圖相符的是C．

	A	B	C	D
研究目的	壓強對反應的影響（P2＞P1）	溫度對反應的影響	平衡體系增加N2對反應的影響	催化劑對反應的影響
圖示

（4）若第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應溫度，則NH₃的物質(zhì)的量濃度不可能為AC （填序號）；
A、0.20mol/L      B、0.16mol/L      C、0.10mol/L       D、0.05mol/L
在第5分鐘末，保持其它條件不變，若繼續(xù)通入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，則平衡向正反應方向移動（填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“不”）．

Answer 1

分析 （1）該反應的正反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動；如果沒有反應其平均摩爾質(zhì)量=$\frac{0.2mol×28g/mol+0.6mol×2g/mol}{0.6mol+0.2mol}$，如果完全反應其摩爾質(zhì)量為氨氣摩爾質(zhì)量；
（2）可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變；
生成0.2mol氨氣消耗0.1mol氮氣，平均反應速率v（N₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
（3）A．增大壓強，化學反應速率增大，反應到達平衡的時間縮短，平衡正向移動，氨氣的體積分數(shù)增大；
B．升高溫度，平衡逆向移動，氮氣的轉化率降低；
C．增大反應物濃度瞬間正反應速率增大、逆反應速率不變，平衡正向移動；
D．催化劑改變化學反應速率，但不影響平衡移動；
（4）如果升高溫度平衡逆向移動，如果降低溫度平衡正向移動；
增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動．

解答 解：（1）該反應的正反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)減小，所以該反應450℃的平衡常數(shù)＞500℃時的平衡常數(shù)；如果沒有反應其平均摩爾質(zhì)量=$\frac{0.2mol×28g/mol+0.6mol×2g/mol}{0.6mol+0.2mol}$=8.5g/mol，如果完全反應其摩爾質(zhì)量為氨氣摩爾質(zhì)量是17g/mol，實際上混合氣體摩爾質(zhì)量在二者之間，即大于8.5g/mol、小于17g/mol，摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于其相對分子質(zhì)量，所以其平均式量范圍為8.5＜平均式量＜17，
故答案為：＞；8.5＜平均式量＜17；
（2）A、2V_正（H₂）=3V_逆（NH₃）時反應達到平衡狀態(tài)，所以當3V_正（H₂）=2V_逆（NH₃）時沒有達到平衡狀態(tài)，故錯誤；        
 B、反應前后混合氣體總質(zhì)量不變、物質(zhì)的量減小，則反應前后混合氣體平局分子量增大，當容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化時正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
C、無論反應是否達到平衡狀態(tài)，容器中氣體的密度不隨時間變化，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
D、反應前后氣體物質(zhì)的量減小，分子數(shù)減小，當容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化時，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
故選BD；
生成0.2mol氨氣消耗0.1mol氮氣，平均反應速率v（N₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{5min}$=0.02mol/（L．min），
故答案為：BD；0.02；
（3）A．增大壓強，化學反應速率增大，反應到達平衡的時間縮短，平衡正向移動，氨氣的體積分數(shù)增大所以圖象不符合，故A錯誤；
B．升高溫度，平衡逆向移動，氮氣的轉化率降低，所以圖象不符合，故B錯誤；
C．增大反應物濃度瞬間正反應速率增大、逆反應速率不變，平衡正向移動，圖象符合，故C正確；
D．催化劑改變化學反應速率，但不影響平衡移動，圖象不符合，故D錯誤；
故選C；
（4）如果升高溫度平衡逆向移動，氨氣濃度大于0而小于0.10mol/L；
如果降低溫度平衡正向移動，則氨氣濃度大于0.10mol/L而小于0.20mol/L，
所以其濃度不可能是AC；
在第5分鐘末，保持其它條件不變，若繼續(xù)通入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，相當于增大壓強，增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應方向移動，
故答案為：AC；向正反應方向．

點評 本題考查化學平衡計算、化學平衡移動影響因素、化學平衡狀態(tài)判斷等知識點，側重考查學生分析判斷、計算及知識靈活運用能力，注意（4）平衡后繼續(xù)加入氮氣和氫氣可以等效為增大壓強，題目難度不大．