Question

9．在一容積為1L的密閉容器內(nèi)加入0.1mol的N₂和0.3mol的H₂，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，反應(yīng)中NH₃的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖：
（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）根據(jù)如圖，計算從反應(yīng)開始到平衡時（4分鐘末），平均反應(yīng)速率v（N₂）=0.0125mol/（L•min）．
（3）該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是bc（填字母）；
a．N₂和NH₃濃度相等                 
b．NH₃百分含量保持不變     
c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變
d．3v_正（H₂）=2v_逆（NH₃）        
e．容器中混合氣體的密度保持不變
（4）在第5分鐘末改變某一條件后，在第8分鐘末達(dá)到新的平衡（此時NH₃的濃度約為0.25mol/L），達(dá)到新平衡時NH₃濃度的變化曲線如上圖．則第5分鐘末改變的條件是增大壓強(qiáng)．

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；
（2）先計算氨氣反應(yīng)速率，再根據(jù)同一可逆反應(yīng)中同一段時間內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比計算氮?dú)夥磻?yīng)速率；
（3）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變；
（4）改變條件的一瞬間，氨氣濃度增大，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氨氣濃度增大平衡正向移動．

解答 解：（1）該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)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）v（NH₃）=$\frac{0.10-0}{4}$mol/（L．min）=0.025 mol/（L•min），同一可逆反應(yīng)中同一段時間內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比，所以v（N₂）=$\frac{1}{2}$ v（NH₃）=$\frac{1}{2}$×0.025 mol/（L•min）=0.0125 mol/（L•min），
故答案為：0.0125 mol/（L•min）；
（3）a．N₂和NH₃濃度相等時，該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，與反應(yīng)初始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；                 
b．NH₃百分含量保持不變時，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；     
c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變時，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
d．當(dāng)2v_正（H₂）=32v_逆（NH₃） 時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以當(dāng) 3v_正（H₂）=2v_逆（NH₃）時反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯誤；
故選：b、c；
（4）改變條件的一瞬間，氨氣濃度增大，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氨氣濃度增大平衡正向移動，只能是增大壓強(qiáng)平衡正向移動，故答案為：增大壓強(qiáng)．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計算、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、化學(xué)平衡影響因素等知識點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及計算能力，“反應(yīng)前后改變的物理量不變時”可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，注意分析圖象中曲線變化趨勢與外界影響因素的關(guān)系，題目難度不大．