Question

11．一定條件下，在一容積為4L的密閉容器中通入0.4molN₂和1.2molH₂，發(fā)生反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0；
（1）當(dāng)進(jìn)行到第4分鐘時達(dá)到平衡，生成NH₃為0.4mol，則從開始到達(dá)平衡時NH₃的平均速率v（NH₃）=0.025 mol•L^-1•min^-1．
（2）該條件下，反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{3}）}$，若降低溫度，K值將增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）達(dá)到平衡后，若其它條件不變，把容器體積縮小一半，平衡將向正反應(yīng)方向移動（填“向逆反應(yīng)方向”、“向正反應(yīng)方向”或“不”）．
（4）在三個相同的容器中各充入1molN₂和3molH₂，在不同條件下分別達(dá)到平衡，氨的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化如圖甲．下列說法正確的是c．

a．圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對反應(yīng)的影響，且p₂＞p₁
b．圖Ⅱ可能是不同溫度對反應(yīng)的影響，且T₁＞T₂
c．圖Ⅲ可能是同溫同壓下，催化劑性能，1＞2
（5）常壓下，把H₂和用氦氣（He）稀釋的N₂分別通入一個加熱到570℃的電解池裝置，H₂和N₂便可在電極上合成氨，裝置中所用的電解質(zhì)（圖乙中黑細(xì)點(diǎn)）能傳導(dǎo)H⁺，則陰極的電極反應(yīng)式為N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃．

Answer 1

分析 （1）第4分鐘時達(dá)到平衡，生成NH₃為0.4mol，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NH₃）；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫出；
正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向移動，平衡常數(shù)增大；
（3）體積減小，氣體壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動；
（4）a．增大壓強(qiáng)反應(yīng)速率加快，平衡右移；
b．升高溫度反應(yīng)速率加快，平衡逆向移動；
c．使用催化劑，不影響平衡移動，催化劑性能越大，反應(yīng)速率越快；
（5）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氮?dú)庠陉帢O獲得電子，與電解質(zhì)傳導(dǎo)的H⁺結(jié)合生成氨氣．

解答 解：（1）第4分鐘時達(dá)到平衡，生成NH₃為0.4mol，達(dá)到平衡時氨氣濃度增加了$\frac{0.4mol}{4L}$=0.10mol/L，v（NH₃）=$\frac{0.1mol/L}{4min}$=0.025 mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.025 mol•L^-1•min^-1；
（2）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{3}）}$，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{3}）}$；增大；
（3）該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，把容器的體積縮小一半，增大了反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，
故答案為：向正反應(yīng)方向；
（4）a．增大壓強(qiáng)反應(yīng)速率加快，故壓強(qiáng)p₂＞p₁，但平衡正向移動，氨氣體積分?jǐn)?shù)增大，圖象與實(shí)際不符，故a錯誤；
b．升高溫度反應(yīng)速率加快，到達(dá)平衡時間縮短，故溫度T₂＞T₁，正反應(yīng)為放熱反反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，氨氣體積分?jǐn)?shù)應(yīng)減小，圖象與實(shí)際不符，故b錯誤；
c．催化劑不影響平衡移動，由圖象可知1到達(dá)平衡時間過短，故催化劑性能1＞2，故c正確，
故選：c；
（5）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氮?dú)庠陉帢O獲得電子，與電解質(zhì)傳導(dǎo)的H⁺結(jié)合生成氨氣，陰極電極反應(yīng)式為：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃，
故答案為：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算與影響因素、化學(xué)平衡圖象、電解原理等，題目難度中等，（4）中注意利用先拐先平數(shù)值大原則與定二議一法分析圖象．