Question

10．在一容積為2L的密閉容器內(nèi)加入0.2mol的N₂和0.6mol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的濃度變化如下圖：

（1）根據(jù)上圖，4min～5min之間，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；（填“平衡”或“非平衡”）．計算0～4min內(nèi)，平均反應(yīng)速率υ（NH₃）=0.025 mol/（L•min）．
（2）反應(yīng)達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應(yīng)溫度，反應(yīng)達到新平衡后，則NH₃的物質(zhì)的量濃度不可能為AC．
A．0.2mol•L^-1B．0.12mol•L^- 1C．0.10mol•L^-1D．0.08mol•L^-1
（3）反應(yīng)達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，把容器的體積縮小為原來的一半，則平衡向正反應(yīng)方向移動（填“向逆反應(yīng)方向”、“向正反應(yīng)方向”或“不”），化學平衡常數(shù)不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）在第5分鐘末，將容器體積縮小為原來的一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡時（此時NH₃的濃度約為0.25mol•L^-1）．請在上圖中畫出第5分鐘末到平衡時NH₃濃度的變化曲線．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象可知，4min～5min之間氨氣的濃度不再變化，說明達到平衡狀態(tài)；根據(jù)v（NH₃）=$\frac{△c}{△t}$進行計算；
（2）改變反應(yīng)溫度，平衡一定移動，而氮氣和氫氣不可能完全轉(zhuǎn)化為氨氣，所以v（NH₃）＜0.20mol/L，由此分析解答；
（3）保持其它條件不變，若只把容器的體積縮小一半，相當增大壓強，平衡正向移動；化學平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，溫度不變K不變；
（4）先判斷把容器的體積縮小一半的瞬間氨氣的濃度，再結(jié)合平衡時的濃度作圖．

解答 解：（1）結(jié)合圖象可知，4min～5min時，氨氣的物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L，氨氣的濃度不再變化，說明正逆反應(yīng)速率相等，此時已經(jīng)達到平衡狀態(tài)；
平衡時氨氣的濃度為0.1mol/L，時間為4min，則0～4min氨氣的平均反應(yīng)速率υ（NH₃）=：v（NH₃）=$\frac{0.1mol/L}{4min}$=0.025 mol/（L•min），
故答案為：平衡；0.025 mol/（L•min）；
（2）改變反應(yīng)溫度，平衡一定移動，而氮氣和氫氣不可能完全轉(zhuǎn)化為氨氣，所以v（NH₃）＜0.20mol/L，
A． 如果氨氣的濃度是0.20mol/L，則氮氣與氫氣完全轉(zhuǎn)化，故錯誤；
B．降低溫度，氨氣的濃度可能為0.12mol/L，故正確；
C．溫度改變，平衡一定移動，所以不可能為0.10mol/L，故錯誤；
D．升高溫度，平衡逆向移動，所以氨氣濃度變小，可能為：0.08mol/L，故正確；
故答案為：AC；
（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，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動；化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，
故答案為：向正反應(yīng)方向；不變；
（4）把容器的體積縮小一半的瞬間氨氣的濃度，氨氣的濃度變?yōu)?.20mol/L，平衡后濃度約為0.25mol/L，所以第5分鐘末到平衡時NH₃濃度的變化曲線為：，
故答案為：．

點評 本題考查了化學平衡的計算，題目難度中等，涉及化學反應(yīng)速率、化學平衡移動的影響因素、化學平衡常數(shù)的影響因素等知識，明確化學平衡及其影響為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．