Question

4．氨是重要的氮肥，合成原理為：N₂（g）+3H₂（g） $?_{催化劑}^{高溫、高壓}$ 2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol．回答下列問題：
（1）寫出平衡常數(shù)K的表達式$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）．{c}^{3}（{H}_{2}）}$，如果降低溫度，該反應(yīng)K值增大，化學(xué)反應(yīng)速率減小，N₂的轉(zhuǎn)化率增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）在500℃、20MPa時，將N₂、H₂置于一個容積為2L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：
①10min內(nèi)以NH₃表示的平均反應(yīng)速率：0.005mol/（L．min）．
②在10～20min內(nèi)，NH₃濃度變化的原因可能是B
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次達到平衡的時間為：10min，第2次達到平衡的時間為：20min；
④在反應(yīng)進行至25min時，曲線發(fā)生變化的原因C
A．縮小容器體積 B．降低溫度 C．分離了部分NH₃
達第二次平衡時，新平衡的平衡常數(shù)K₂等于K₁，
（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)K等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向移動，化學(xué)反應(yīng)速率減�。�
（2）①10min內(nèi)以v（NH₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
②在10～20min內(nèi)，根據(jù)圖知，改變條件時各物質(zhì)濃度不變且平衡正向移動；
③反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，相同時間內(nèi)改變的物質(zhì)的量增大，說明反應(yīng)速率增大；
④在反應(yīng)進行至25min時，氨氣物質(zhì)的量減小、氮氣和氫氣物質(zhì)的量不變；
該反應(yīng)中溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)越�。�

解答 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）．{c}^{3}（{H}_{2}）}$；該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向移動，化學(xué)平衡常數(shù)增大，降低溫度活化分子百分數(shù)減小導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速率減小，氮氣轉(zhuǎn)化率增大，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）．{c}^{3}（{H}_{2}）}$；增大；減��；增大；
（2）①10min內(nèi)以v（NH₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.10-0}{2}}{10}$ mol/（L．min）=0.005mol/（L．min），
故答案為：0.005mol/（L．min）；
②在10～20min內(nèi)，根據(jù)圖知，改變條件時各物質(zhì)濃度不變且平衡正向移動，相同時間內(nèi)改變的物質(zhì)的量增大，說明反應(yīng)速率增大，則改變的條件是縮小容器體積，故選B；
③反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，根據(jù)圖知，第一次達到平衡時間為10min，第二次達到平衡時間為20min，
故答案為：10min；20min；
④在反應(yīng)進行至25min時，氨氣物質(zhì)的量減小、氮氣和氫氣物質(zhì)的量不變，所以改變條件是分離出部分氨氣；
該反應(yīng)中溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)越小，溫度相同則化學(xué)平衡常數(shù)相等，所以達第二次平衡時，新平衡的平衡常數(shù)K₂等于K₁，故答案為：C；等于．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算、外界條件對化學(xué)平衡影響移動，側(cè)重考查學(xué)生圖象分析判斷及計算能力，為高頻考點，會根據(jù)曲線變化特點、變化趨勢與外界條件關(guān)系判斷改變條件，題目難度不大．