Question

（2010?煙臺一模）某溫度時，在一容積為1L的密閉容器中，加入0.4mol的N₂和1.2mol的H₂，在一定條件下發(fā)生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，5min時達到平衡，反應中NH₃的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示：請回答下列問題：（1）根據(jù)上圖，計算從反應開始到平衡時，平均反應速率v（N₂）=

0.02mol?L^-1?min^-1

．
（2）該反應的化學平衡常數(shù)表達式為

c(NH3)2

c(N2)．c(H2)3

．
（3）反應達到平衡后，第5min末保持其他條件不變，若改變反應溫度，則NH₃的物質(zhì)的量濃度不可能為

ac

（填序號）
a.0.82mol?L^-1     b.0.25mol?L^-1      c.0.20mol?L^-1    d.0.08mol?L^-1
（4）反應達到平衡后，第5min末保持其他條件不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡

向右

移動（填“向右”、“向左”或“不”），化學平衡常數(shù)

不變

（填“增大”、“減少”或“不變”）．
（5）其它條件不變，在第5min末將容器的體積縮小一半，若第8min達到新的平衡（此時NH₃的物質(zhì)的量約為0.25mol），請在上圖中畫出第5min末到此平衡時NH₃物質(zhì)的量濃度的變化曲線．

Answer 1

分析：（1）由圖可知，達到平衡時氨氣增加0.20mol/L，先根據(jù)反應速率公式計算氨氣的反應速率，再根據(jù)同一化學反應中同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比計算氮氣的反應速率；
（2）化學平衡常數(shù)K等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（3）△H＜0，該反應為放熱反應，升高溫度逆向移動，氨氣濃度減小，降低溫度，正向移動，濃度增大，但反應物不能完全反應；
（4）體積減小，氣體壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，化學平衡常數(shù)只與溫度有關，溫度不變，化學平衡常數(shù)不變；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，壓強增大，平衡正向移動，氨氣的濃度增大，在第8分鐘末達到新的平衡時NH₃的濃度約為0.25mol?L^-1．

解答：解：（1）由圖可知，達到平衡時氨氣增加0.20mol/L，其反應速率=

0.20mol/L

5min

=0.04mol/(L．min)，同一化學反應中同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，所以氮氣的反應速率是氨氣的一半，為
0.02 mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.02 mol?L^-1?min^-1；
（2）該反應的化學平衡常數(shù)K=

c(NH3)2

c(N2)．c(H2)3

，故答案為：

c(NH3)2

c(N2)．c(H2)3

；
（3）該反應是可逆反應，所以反應物不能完全轉化為生成物，所以氨氣的濃度不可能為0.8mol/L；
該反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，降低溫度，平衡向正反應方向移動，所以氨氣的濃度不可能為0.20mol/L，故選a、c；
（4）該反應是氣體體積減小的反應，把容器的體積縮小一半，增大了反應體系的壓強，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應方向移動；化學平衡常數(shù)只與溫度有關，溫度不變，平衡常數(shù)不變，
故答案為：向右；不變；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，氨氣濃度為0.40mol/L，壓強增大，平衡正向移動，氨氣的濃度增大，在第8分鐘末達到新的平衡時NH₃的濃度約為0.50mol?L^-1，
則圖象為，故答案為：．

點評：本題考查化學平衡的計算，明確反應速率計算、平衡的影響因素及圖象的分析試劑解答本題的關鍵，題目難度中等，難點是（5）題圖象，注意縮小體積瞬間，氨氣濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，為易錯點．