Question

7．工業(yè)上合成合成氨的熱化學(xué)方程式如下：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
（2）工業(yè)上采取以下措施能用勒夏特列原理解釋的是BD
A．加入催化劑             
B．增大反應(yīng)容器的壓強(qiáng)（50MPa）
C．升高反應(yīng)的溫度（500℃）   
D．設(shè)法分離產(chǎn)生的氨氣
（3）一定溫度下，在密閉容器中進(jìn)行以上反應(yīng)．容器中0-4minN₂、H₂和NH₃三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示．
①若容器為體積為2L的恒容容器，則反應(yīng)開始2分鐘 NH₃的平均反應(yīng)速率為0.05mol/（L•min）．
②若容器為體積可變的恒壓容器，在4min時(shí)往容器中再加入N₂和H₂各1mol，平衡向向右移動(dòng)（填“向右”、“向左”或“不”），平衡常數(shù)不變（填“增大”、“減小”或“不變”）；
（4）反應(yīng)一段時(shí)間后，在t min時(shí)再次達(dá)到平衡，在答卷的圖中畫出H₂在4min-t min時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的量的變化曲線（標(biāo)出必要數(shù)據(jù)）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平衡常數(shù)的概念寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式；
（2）有化學(xué)平衡移動(dòng)的可以用勒夏特列原理解釋，
A．加入催化劑平衡不移動(dòng)，不能用勒夏特列原理解釋；
B．合成氨的反應(yīng)正向?yàn)闅怏w體積減小的反應(yīng)，增大反應(yīng)容器的壓強(qiáng)（50MPa），平衡正向移動(dòng)；
C．合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高反應(yīng)的溫度（500⁰C） 平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小，不能用勒夏特列原理解釋；
D．設(shè)法分離產(chǎn)生的氨氣平衡正向移動(dòng)，能用勒夏特列原理解釋；
（3）①根據(jù)公式v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
②若容器為體積可變的恒壓容器，在4min時(shí)往容器中再加入N₂和H₂各1mol，反應(yīng)物的濃度增大，生成物的濃度減小，平衡向右移動(dòng)，溫度未發(fā)生變化，平衡常數(shù)不變；根據(jù)等效平衡知識(shí)，反應(yīng)一段時(shí)間后，在t min時(shí)再次達(dá)到平衡時(shí)H₂的物質(zhì)的量為原平衡的2倍．

解答 解：（1）反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$，
故答案為：K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
（2）A．加入催化劑平衡不移動(dòng)，不能用勒夏特列原理解釋，故A錯(cuò)誤；
B．合成氨的反應(yīng)正向?yàn)闅怏w體積減小的反應(yīng)，增大反應(yīng)容器的壓強(qiáng)（50MPa），平衡正向移動(dòng)，能用勒夏特列原理解釋，故B正確；
C．合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高反應(yīng)的溫度（500⁰C） 平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小，不能用勒夏特列原理解釋，故C錯(cuò)誤；
D．設(shè)法分離產(chǎn)生的氨氣，生成物濃度減小，平衡正向移動(dòng)，能用勒夏特列原理解釋，故D正確；
故答案為：BD；
（3）①根據(jù)公式v=△n/V△t計(jì)算；根據(jù)圖象可知，反應(yīng)開始2分鐘 NH₃的物質(zhì)的量變化為0.2mol，容器的體積為2L，則反應(yīng)速率v=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
②若容器為體積可變的恒壓容器，在4min時(shí)往容器中再加入N₂和H₂各1mol，反應(yīng)物的濃度增大，生成物的濃度減小，平衡向右移動(dòng)，溫度未發(fā)生變化，平衡常數(shù)不變，
故答案為：向右；不變；
（4）根據(jù)等效平衡知識(shí)，反應(yīng)一段時(shí)間后，在t min時(shí)再次達(dá)到平衡時(shí)H₂的物質(zhì)的量為原平衡的2倍．H₂在4min-t min時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的量的變化曲線為：，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度中等，涉及化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的計(jì)算及圖象，旨在考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握，明確化學(xué)平衡及其影響為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．