Question

（16分）氨是重要的氮肥，合成原理為：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol。回答下列問題：

（1）寫出平衡常數(shù)K的表達(dá)式______________，如果降低溫度，該反應(yīng)K值________，化學(xué)反應(yīng)速率________，N2的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（2）在500℃、20 MPa時(shí)，將N2、H2置于一個(gè)容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過程中各種物質(zhì)的量變化如圖所示，回答下列問題：

①10 min內(nèi)以NH3表示的平均反應(yīng)速率：_________________________。

②在10～20 min內(nèi)：NH3濃度變化的原因可能是( )

A．加了催化劑 B．縮小容器體積

C．降低溫度 D．增加NH3物質(zhì)的量

③第1次平衡的時(shí)間為：____________，第2次平衡的時(shí)間為：____________，第1次平衡：平衡常數(shù)K1＝___________________ (帶數(shù)據(jù)的表達(dá)式)，第2次平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)__________；

④在反應(yīng)進(jìn)行至25 min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因： ______________________________________，

達(dá)第二次平衡時(shí)，新平衡的平衡常數(shù)K2 K1，(填“大于”、“小于”或“等于”)。

 

Answer 1

（1）c(NH3)2/c(H2)3c(N2)；增大；減��；增大

（2）①0.005mol/(L?min)；②AB

③20-25min；35-40min；K1＝0.152/0.125×0.0753；45.5%

④移走0.1mol氨氣；等于

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式K=c(NH3)2/c(H2)3c(N2)；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以降低溫度，平衡正向移動(dòng)，K值增大；反應(yīng)速率減小，因?yàn)槠胶庹�向移�?dòng)，所以氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大；

（2）①10 min內(nèi)NH3濃度增加0.1mol/2L=0.05mol/L，所以以氨氣表示的反應(yīng)速率為0.05mol/L/10min=0.005mol/(L?min)；

②在10～20 min內(nèi)：NH3物質(zhì)的量增大比前10min增大的多，在第10min時(shí)物質(zhì)的量都未改變，所以反應(yīng)速率加快，可能是使用了催化劑，或者縮小容器的體積，濃度增大，反應(yīng)速率加快，答案選AB；

③由圖可知，第一次平衡的時(shí)間是20-25min，第二次平衡的時(shí)間是35-40min；第1次平衡：氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量濃度是0.25mol/2L=0.125mol/L，氫氣的濃度是0.15mol/2L=0.075mol/L，氨氣的平衡濃度是0.3mol/2L=0.15mol/L,所以平衡常數(shù)K1＝0.152/0.125×0.0753；第2次平衡時(shí)NH3的物質(zhì)的量是0.25mol，氮?dú)狻�氫氣的物質(zhì)的量分別是0.225mol、0.075mol，所以氨氣的體積分?jǐn)?shù)也是物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.25/(0.25+0.225+0.075) ×100%=45.5%；

④在反應(yīng)進(jìn)行至25 min時(shí)，氨氣的物質(zhì)的量陡然由0.3mol減少到0.2mol，而氮?dú)狻�氫氣的物質(zhì)的量不變，所以曲線發(fā)生變化的原因是移走0.1mol氨氣；兩次平衡的溫度相同，所以平衡常數(shù)相同。

考點(diǎn)：考查對反應(yīng)速率的計(jì)算，化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，條件對平衡的影響