Question

某溫度時，在一容積為1L的密閉容器中，加入0.4mol的N₂和1.2mol的H₂，在一定條件下發(fā)生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，5min時達到平衡，反應中NH₃的物質的量濃度的變化情況如圖所示：請回答下列問題：（1）根據上圖，計算從反應開始到平衡時，平均反應速率v（N₂）=______．
（2）該反應的化學平衡常數(shù)表達式為______．
（3）反應達到平衡后，第5min末保持其他條件不變，若改變反應溫度，則NH₃的物質的量濃度不可能為______（填序號）
a.0.82mol?L^-1     b.0.25mol?L^-1      c.0.20mol?L^-1    d.0.08mol?L^-1
（4）反應達到平衡后，第5min末保持其他條件不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡______移動（填“向右”、“向左”或“不”），化學平衡常數(shù)______（填“增大”、“減少”或“不變”）．
（5）其它條件不變，在第5min末將容器的體積縮小一半，若第8min達到新的平衡（此時NH₃的物質的量約為0.25mol），請在上圖中畫出第5min末到此平衡時NH₃物質的量濃度的變化曲線．

Answer 1

【答案】分析：（1）由圖可知，達到平衡時氨氣增加0.20mol/L，先根據反應速率公式計算氨氣的反應速率，再根據同一化學反應中同一時間段內各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比計算氮氣的反應速率；
（2）化學平衡常數(shù)K等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（3）△H＜0，該反應為放熱反應，升高溫度逆向移動，氨氣濃度減小，降低溫度，正向移動，濃度增大，但反應物不能完全反應；
（4）體積減小，氣體壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，化學平衡常數(shù)只與溫度有關，溫度不變，化學平衡常數(shù)不變；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，壓強增大，平衡正向移動，氨氣的濃度增大，在第8分鐘末達到新的平衡時NH₃的濃度約為0.25mol?L^-1．
解答：解：（1）由圖可知，達到平衡時氨氣增加0.20mol/L，其反應速率=，同一化學反應中同一時間段內各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，所以氮氣的反應速率是氨氣的一半，為
0.02 mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.02 mol?L^-1?min^-1；
（2）該反應的化學平衡常數(shù)K=，故答案為：；
（3）該反應是可逆反應，所以反應物不能完全轉化為生成物，所以氨氣的濃度不可能為0.8mol/L；
該反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，降低溫度，平衡向正反應方向移動，所以氨氣的濃度不可能為0.20mol/L，故選a、c；
（4）該反應是氣體體積減小的反應，把容器的體積縮小一半，增大了反應體系的壓強，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；化學平衡常數(shù)只與溫度有關，溫度不變，平衡常數(shù)不變，
故答案為：向右；不變；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，氨氣濃度為0.40mol/L，壓強增大，平衡正向移動，氨氣的濃度增大，在第8分鐘末達到新的平衡時NH₃的濃度約為0.50mol?L^-1，
則圖象為，故答案為：．
點評：本題考查化學平衡的計算，明確反應速率計算、平衡的影響因素及圖象的分析試劑解答本題的關鍵，題目難度中等，難點是（5）題圖象，注意縮小體積瞬間，氨氣濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，為易錯點．