Question

1．一定條件下，向容器的體積為4L的密閉容器中通入1mol N₂和3mol H₂，發(fā)生反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，達到平衡后．試回答下列問題：

（1）該條件下，反應的平衡常數表達式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$．達到平衡后，若其它條不變，升高體系的溫度，平衡常數K將減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”或“不變”）．
（2）達到平衡后，在恒容條件下，向容器中通入氦氣（He），氮氣的轉化率將不變（“增大”、“減小”或“不變”，下同）．若再通入1mol N₂和3mol H₂，氮氣的轉化率將增大．
（3）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（圖1中黑細點）能傳導H⁺，則陰極的電極反應式為N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃
（4）三個相同的容器中各充入1molN₂和3molH₂，在不同條件下分別達到平衡，氨的體積分數隨時間變化如圖2．下列說法正確的是abc；
a．圖Ⅰ可能是不同溫度對反應的影響，且T₂＞T₁
b．圖Ⅲ可能是不同壓強對反應的影響，且p₁＞p₂
c．圖Ⅱ可能是同溫同壓下，催化劑性能，1＞2．

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數次冪之積與反應物的濃度系數次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數中寫出；正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動；
（2）在恒容條件下，向容器中通入氦氣，參加反應的氣體的濃度不變；若再通入1mol N₂和3mol H₂，相當于增大壓強，平衡正向移動；
（3）陰極發(fā)生還原反應，氮氣在陰極獲得電子，與電解質傳導的H⁺結合生成氨氣；
（4）a．升高溫度反應速率加快，平衡逆向移動；
b．增大壓強反應速率加快，平衡右移；
c．使用催化劑，不影響平衡移動，催化劑性能越大，反應速率越快．

解答 解：（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常數表達式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$，正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；減小；
（2）在恒容條件下，向容器中通入氦氣，參加反應的氣體的濃度不變；若再通入1mol N₂和3mol H₂，相當于增大壓強，平衡正向移動，則轉化率增大，
故答案為：不變；增大；
（3）陰極發(fā)生還原反應，氮氣在陰極獲得電子，與電解質傳導的H⁺結合生成氨氣，陰極電極反應式為：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃，
故答案為：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃；
（4）a．升高溫度反應速率加快，平衡逆向移動，氨氣的體積分數減小，故a正確；
b．增大壓強反應速率加快，達到平衡用時少，平衡右移，氨氣的體積分數增大，故b正確；
c．使用催化劑，不影響平衡移動，催化劑性能越大，反應速率越快，故c正確．
故答案為：abc．

點評 本題考查較為綜合，為高考常見題型，涉及化學平衡的計算與影響因素、化學平衡圖象、電解原理等，題目難度中等，（4）中注意利用先拐先平數值大原則與定二議一法分析圖象．