Question

在恒容密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0，其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下：

T/K	298	398	498
平衡常數(shù)K/L2?mol-2	4.1×106	K1	K2

（1）K₁

 

K₂（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）下列各項(xiàng)可說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃濃度比為1：3：2    
b．v（N₂）_正=3v（H₂）_逆
c．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變                 
d．混合氣體密度保持不變
e．混合氣體平均摩爾質(zhì)量保持不變
（3）某溫度下，在1L恒溫恒容容器中充入1mol N₂和3mol H₂進(jìn)行上述反應(yīng)，10min達(dá)平衡，此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的

7

8

．
①該過(guò)程的平均反應(yīng)速率v（NH₃）=

 

②N₂的平衡轉(zhuǎn)化率為

 

③此時(shí)若保持容器溫度和體積不變，向其中再加入2.25mol N₂和0.5mol NH₃，則平衡

 

（填“正向”“逆向”或“不”）移動(dòng)．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡常數(shù)減��；
（2）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度及各物質(zhì)成分都不變，以及由此引起的一系列物理量不變；
（3）①恒溫恒容條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強(qiáng)之比，10min達(dá)平衡，此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的

7

8

，則平衡后氣體物質(zhì)的量=

7

8

×（1+3）mol=3.5mol，氣體減少的物質(zhì)的量=（1+3）mol-3.5mol=0.5mol，設(shè)生成氨氣的物質(zhì)的量為x，
N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）減少
                2mol     2mol
                x        0.5mol
2mol：2mol=x：0.5mol，x=0.5mol
該過(guò)程的平均反應(yīng)速率v（NH₃）=

△n V

t

；
②設(shè)參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為y，
N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）減少
1mol                     2mol
y                        0.5mol
1mol：2mol=y：0.5mol
y=0.25mol
轉(zhuǎn)化率=

氮?dú)鈪⒓臃磻?yīng)的物質(zhì)的量

氮?dú)獬跏嘉镔|(zhì)的量

×100%；
③先計(jì)算濃度商，如果濃度商Q＞K，則平衡逆向移動(dòng)，如果Q=K，則平衡不移動(dòng)，如果Q＜K，則平衡正向移動(dòng)．

解答： 解：（1）該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡常數(shù)減小，所以K₁＞K₂，故答案為：＞；
（2）a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃濃度比為1：3：2時(shí)該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，與反應(yīng)物初始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故錯(cuò)誤；    
b．3v（N₂）_正=v（H₂）_逆時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以v（N₂）_正=3v（H₂）_逆時(shí)該反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
c．該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng)，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；                
d．無(wú)論該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)密度始終不變，所以不能根據(jù)密度判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
e．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量減小、質(zhì)量不變，所以平均摩爾質(zhì)量增大，當(dāng)混合氣體平均摩爾質(zhì)量保持不變時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
故選ce；
（3）①恒溫恒容條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強(qiáng)之比，10min達(dá)平衡，此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的

7

8

，則平衡后氣體物質(zhì)的量=

7

8

×（1+3）mol=3.5mol，氣體減少的物質(zhì)的量=（1+3）mol-3.5mol=0.5mol，設(shè)生成氨氣的物質(zhì)的量為x，
N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）減少
                2mol     2mol
                x        0.5mol
2mol：2mol=x：0.5mol，x=0.5mol
該過(guò)程的平均反應(yīng)速率v（NH₃）=

△n V

t

=

0.5mol 1L

10min

=0.05mol/（L．min），
故答案為：0.05mol/（L．min）；
②設(shè)參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為y，
N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）減少
1mol                     2mol
y                        0.5mol
1mol：2mol=y：0.5mol
y=0.25mol
轉(zhuǎn)化率=

氮?dú)鈪⒓臃磻?yīng)的物質(zhì)的量

氮?dú)獬跏嘉镔|(zhì)的量

×100%=

0.25mol

1mol

×100%=25%，
故答案為：25%；
③平衡時(shí)c（NH₃）=

0.5

1

mol/L=0.5mol/L，c（H₂）=

3-0.5× 3 2

1

mol/L=1.5mol/L，c（N₂）=

1-0.25

1

mol/Lmol/L=0.75mol/L，
該溫度下平衡常數(shù)K=

0.5×0.5

0.75×1．53

=

1

3×1．53

再加入2.25mol N₂和0.5mol NH₃時(shí)，c（NH₃）=

0.5+0.5

1

mol/L=1mol/L，c（H₂）=

3-0.5× 3 2

1

mol/L=1.5mol/L，c（N₂）=

1-0.25+2.25

1

mol/L=3mol/L，
濃度商=

12

3×1．53

=K，所以該反應(yīng)不移動(dòng)，故答案為：不．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查分析計(jì)算能力，注意只有反應(yīng)前后改變的物理量才能作為判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)，難點(diǎn)是化學(xué)平衡的計(jì)算，采用三段式法解答即可，題目難度中等．