Question

18．某科研小組研究：在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質的量對N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）反應的影響．實驗結果如圖所示：（圖中T表示溫度，n表示物質的量）
①比較在a、b、c三點N₂的轉化率最高的是c（填字母）．
②在起始體系中加入N₂的物質的量為$\frac{n}{3}$mol時，反應后氨的百分含量最大，若容器容積為1L，n=3mol反應達到平衡時H₂的轉化率為60%，則此條件下（T₂），反應的平衡常數K=2.08．（保留3位有效數字）

Answer 1

分析 ①增加氫氣的物質的量化學平衡向著正反應方向移動；
②當反應物的物質的量之比為等于化學計量數之比時，達平衡狀態(tài)時生成物的百分含量最大；化學平衡狀態(tài)是反應物的轉化率最大、生成物的產率最大；先求出各自的平衡濃度，然后根據化學平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）．c（{N}_{2}）}$計算．

解答 解：①氫氣的物質的量越多，化學平衡越向正反應方向移動，氮氣的轉化率越大，a、b、c點氫氣物質的量大小順序是a＜b＜c，所以氮氣轉化率大小順序是c＞b＞a，故答案為：c；
②當氮氣和氫氣的物質的量之比為1：3時達平衡狀態(tài)時氨的百分含量最大，平衡點時產物的產率最大，據圖示，當平衡時氫氣的物質的量為n，故加入N₂的物質的量為$\frac{n}{3}$，當n=3mol反應達到平衡時H₂的轉化率為60%，故起始氮氣濃度為1，mol/l，變化的氫氣濃度為1.8mol/l，變化的氮氣濃度為0.6mol/l，平衡時氮氣、氫氣、氨氣的濃度分別是0.4mol/l、1.2mol/l、1.2mol/l，化學平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）．c（{N}_{2}）}$=$\frac{1．{2}^{2}}{0.4×1．{2}^{3}}$=2.08，
故答案為：$\frac{n}{3}$；2.08．

點評 本題考查化學平衡計算、外界條件對化學平衡移動影響，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，注意：當反應物的物質的量之比等于計量數之比時反應物的轉化率相同、產物的含量最大，題目難度不大．