Question

（16分）氨是重要的氮肥，合成原理為：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol�；卮鹣铝袉栴}：

（1）寫出平衡常數(shù)K的表達式______________，如果降低溫度，該反應K值________，化學反應速率________，N2的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（2）在500℃、20 MPa時，將N2、H2置于一個容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應，反應過程中各種物質(zhì)的量變化如圖所示，回答下列問題：

①10 min內(nèi)以NH3表示的平均反應速率：_________________________。

②在10～20 min內(nèi)：NH3濃度變化的原因可能是( )

A．加了催化劑 B．縮小容器體積

C．降低溫度 D．增加NH3物質(zhì)的量

③第1次平衡的時間為：____________，第2次平衡的時間為：____________，第1次平衡：平衡常數(shù)K1＝___________________ (帶數(shù)據(jù)的表達式)，第2次平衡時NH3的體積分數(shù)__________；

④在反應進行至25 min時，曲線發(fā)生變化的原因： ______________________________________，

達第二次平衡時，新平衡的平衡常數(shù)K2 K1，(填“大于”、“小于”或“等于”)。

 

Answer 1

（1）c(NH3)2/c(H2)3c(N2)；增大；減小；增大

（2）①0.005mol/(L?min)；②AB

③20-25min；35-40min；K1＝0.152/0.125×0.0753；45.5%

④移走0.1mol氨氣；等于

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知，該反應的平衡常數(shù)K的表達式K=c(NH3)2/c(H2)3c(N2)；該反應是放熱反應，所以降低溫度，平衡正向移動，K值增大；反應速率減小，因為平衡正向移動，所以氮氣的轉(zhuǎn)化率增大；

（2）①10 min內(nèi)NH3濃度增加0.1mol/2L=0.05mol/L，所以以氨氣表示的反應速率為0.05mol/L/10min=0.005mol/(L?min)；

②在10～20 min內(nèi)：NH3物質(zhì)的量增大比前10min增大的多，在第10min時物質(zhì)的量都未改變，所以反應速率加快，可能是使用了催化劑，或者縮小容器的體積，濃度增大，反應速率加快，答案選AB；

③由圖可知，第一次平衡的時間是20-25min，第二次平衡的時間是35-40min；第1次平衡：氮氣的物質(zhì)的量濃度是0.25mol/2L=0.125mol/L，氫氣的濃度是0.15mol/2L=0.075mol/L，氨氣的平衡濃度是0.3mol/2L=0.15mol/L,所以平衡常數(shù)K1＝0.152/0.125×0.0753；第2次平衡時NH3的物質(zhì)的量是0.25mol，氮氣、氫氣的物質(zhì)的量分別是0.225mol、0.075mol，所以氨氣的體積分數(shù)也是物質(zhì)的量分數(shù)為0.25/(0.25+0.225+0.075) ×100%=45.5%；

④在反應進行至25 min時，氨氣的物質(zhì)的量陡然由0.3mol減少到0.2mol，而氮氣、氫氣的物質(zhì)的量不變，所以曲線發(fā)生變化的原因是移走0.1mol氨氣；兩次平衡的溫度相同，所以平衡常數(shù)相同。

考點：考查對反應速率的計算，化學平衡常數(shù)的計算，條件對平衡的影響