Question

某溫度時(shí)，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(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，5min時(shí)達(dá)到平衡，反應(yīng)中NH₃的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示：請(qǐng)回答下列問題：（1）根據(jù)上圖，計(jì)算從反應(yīng)開始到平衡時(shí)，平均反應(yīng)速率v（N₂）=______．
（2）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為______．
（3）反應(yīng)達(dá)到平衡后，第5min末保持其他條件不變，若改變反應(yīng)溫度，則NH₃的物質(zhì)的量濃度不可能為______（填序號(hào)）
a.0.82mol?L^-1     b.0.25mol?L^-1      c.0.20mol?L^-1    d.0.08mol?L^-1
（4）反應(yīng)達(dá)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______移動(dòng)（填“向右”、“向左”或“不”），化學(xué)平衡常數(shù)______（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(dá)到新的平衡（此時(shí)NH₃的物質(zhì)的量約為0.25mol），請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出第5min末到此平衡時(shí)NH₃物質(zhì)的量濃度的變化曲線．

Answer 1

【答案】分析：（1）由圖可知，達(dá)到平衡時(shí)氨氣增加0.20mol/L，先根據(jù)反應(yīng)速率公式計(jì)算氨氣的反應(yīng)速率，再根據(jù)同一化學(xué)反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比計(jì)算氮?dú)獾姆磻?yīng)速率；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)K等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；
（3）△H＜0，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度逆向移動(dòng)，氨氣濃度減小，降低溫度，正向移動(dòng)，濃度增大，但反應(yīng)物不能完全反應(yīng)；
（4）體積減小，氣體壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，化學(xué)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(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，氨氣的濃度增大，在第8分鐘末達(dá)到新的平衡時(shí)NH₃的濃度約為0.25mol?L^-1．
解答：解：（1）由圖可知，達(dá)到平衡時(shí)氨氣增加0.20mol/L，其反應(yīng)速率=，同一化學(xué)反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以氮?dú)獾姆磻?yīng)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(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=，故答案為：；
（3）該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，所以反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，所以氨氣的濃度不可能為0.8mol/L；
該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以氨氣的濃度不可能為0.20mol/L，故選a、c；
（4）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(qiáng)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)；化學(xué)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(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，氨氣的濃度增大，在第8分鐘末達(dá)到新的平衡時(shí)NH₃的濃度約為0.50mol?L^-1，
則圖象為，故答案為：．
點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，明確反應(yīng)速率計(jì)算、平衡的影響因素及圖象的分析試劑解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等，難點(diǎn)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(cuò)點(diǎn)．