Question

9．向2L固定容積的密閉容器中加入一定量的NH₃，H₂和N₂三種氣體．一定條件下發(fā)生反應(yīng)2NH₃?N₂+3H₂，各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖1所示．圖2為t時(shí)刻后改變?nèi)萜髦袟l件，平衡體系中反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況，且兩個(gè)階段各改變一種不同的條件．

（1）能證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是AB（填標(biāo)號(hào)，下同）．
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化         B．N₂的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化
C．容器內(nèi)氣體質(zhì)量不再發(fā)生變化     D．容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生變化
（2）若t_l=15s，則t₀-t₁階段以H₂濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.02mol/（L•min）．
（3）t₃-t₄階段改變的條件為升高溫度．
（4）上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.17（保留兩位小數(shù)）；向容器中再通入1.4molNH₃、0.8molH₂，平衡向左移動(dòng)（填“向右”、“向左”或“不移動(dòng)”）．

Answer 1

分析 （1）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說(shuō)明到達(dá)平衡；
（2）由圖可知，t₀-t₁階段H₂濃度變化量為0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（H₂）；
（3）由圖可知，t₃時(shí)刻瞬間正、逆速率都增大，且正反應(yīng)速率增大更多，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，結(jié)合溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響分析；
（4）由圖1可知，平衡時(shí)氫氣、氮?dú)獾臐舛龋��?jì)算氨氣的平衡濃度，代入K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$計(jì)算平衡常數(shù)，計(jì)算此時(shí)濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，若Qc＜K，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，若Qc＞K，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行．

解答 解：（1）A．隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化，說(shuō)明到達(dá)平衡，故A正確；
B．平衡時(shí)各組分的含量不變，N₂的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化，說(shuō)明到達(dá)平衡，故B正確；
C．容器內(nèi)氣體質(zhì)量始終不發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；
D．容器內(nèi)混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的容積不變，容器內(nèi)氣體密度始終不發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤；
故選：AB；
（2）由圖可知，t₀-t₁階段H₂濃度變化量為0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，故v（H₂）=$\frac{0.3mol/L}{15s}$=0.02mol/（L•min），
故答案為：0.02mol/（L•min）；
（3）由圖可知，t₃時(shí)刻瞬間正、逆速率都增大，且正反應(yīng)速率增大更多，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故改變的條件應(yīng)是：升高溫度，
故答案為：升高溫度；
（4）由圖1可知，平衡時(shí)氫氣、氮?dú)獾臐舛确謩e為0.6mol/L、0.5mol/L，故平衡時(shí)氨氣的濃度為1mol/L-$\frac{2}{3}$×0.3mol/L=0.8mol/L，故平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{0．{6}^{3}×0.5}{0．{8}^{2}}$=0.17；
向容器中再通入1.4molNH₃、0.8molH₂，氨氣濃度變?yōu)椋?.8+$\frac{1.4}{2}$）mol/L=1.5mol/L，氫氣的濃度變?yōu)椋?.6+$\frac{0.8}{2}$）mol/L=1mol/L，故濃度商Qc=$\frac{{1}^{3}×0.5}{1．{5}^{2}}$=0.22＞0.17，平衡向左移動(dòng)，
故答案為：0.17；向左．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡圖象、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算與影響因素、平衡狀態(tài)判斷等，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，難度中等，注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說(shuō)明到達(dá)平衡．