Question

5．373K時，某 2L密閉容器中加入2mol NH₃發(fā)生如下可逆反應：2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）．其中物質H₂的物質的量變化如圖所示．
（1）前 20s內NH₃（g）的平均反應速率為0.01 mol/（L•s）．
（2）373K時該反應的平衡常數的值為0.12．
（3）將原平衡升溫至473K，重新達平衡時（其它條件不變），H₂的平衡濃度為NH₃的2倍，該反應為（填“放熱反應”或“吸熱反應”）吸熱反應，為增大平衡體系中H₂的物質的量，下列措施正確的是（其它條件不變）b．
a．降低溫度     b．擴大容器的體積     c．加入合適的催化劑     d．再充入N₂．

Answer 1

分析 （1）前20s內氫氣反應的物質的量為0.6mol，根據方程式知，參加反應的氨氣物質的量為0.4mol，氨氣反應速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
（2）2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）
開始（mol/）1          0      0
反應（mol/） 0.4       0.2   0.6
平衡（mol/）0.6        0.2   0.6
化學平衡常數K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}）．c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）}$；
（3）升高溫度平衡向吸熱方向移動；
為增大平衡體系的氫氣濃度，平衡應該正向移動．

解答 解：（1）前20s內氫氣反應的物質的量為0.6mol，根據方程式知，參加反應的氨氣物質的量為0.4mol，v（NH₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{20s}$=0.01 mol/（L•s），故答案為：0.01 mol/（L•s）；
（2）2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）
開始（mol/）1          0      0
反應（mol/） 0.4       0.2   0.6
平衡（mol/）0.6        0.2   0.6
化學平衡常數K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}）．c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）}$=$\frac{0．{6}^{3}×0.2}{0．{6}^{2}}$=0.12，故答案為：0.12；
（3）根據（2）知，平衡時氫氣濃度和氨氣濃度相等，升高溫度平衡向吸熱方向移動，升高溫度時氫氣濃度是氨氣濃度的2倍，說明平衡正向移動，則正反應是吸熱反應；
為增大平衡體系的氫氣濃度，平衡應該正向移動，
a．降低溫度平衡逆向移動，氫氣濃度降低，故錯誤；     
b．擴大容器的體積時降低壓強，平衡正向移動，故正確；     
c．加入合適的催化劑只改變反應速率不影響平衡移動，故錯誤；     
d．再充入N₂時生成物濃度增大，平衡逆向移動，故錯誤；
故答案為：吸熱反應；b．

點評 本題考查化學平衡計算及化學平衡影響因素，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，利用三段式法計算化學平衡常數，注意：化學平衡常數只與溫度有關，催化劑只影響反應速率不影響平衡移動．