Question

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）+Q（Q＞0），反應(yīng)中NH₃的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為

K=

[NH3]2

[N2]?[H2]3

；
（2）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（H₂）為

0.0375mol/（L?min）

．
（3）判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是

b、c

（填字母）；
a．N₂和NH₃濃度相等       b．NH₃百分含量保持不變
c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變    d．NH₃的生成速率與H₂的消耗速率相等
e．容器中混合氣體的密度保持不變
（4）反應(yīng)達(dá)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，則NH₃的物質(zhì)的量濃度不可能為

a、c

．
a.0.20mol/L    b.0.12mol/L  c.0.10mol/L      d.0.08mol/L
（5）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達(dá)到新的平衡（此時(shí)NH₃的濃度約為0.25mol/L），請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出第5分鐘末達(dá)到此平衡時(shí)NH₃濃度的變化曲線

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積進(jìn)行計(jì)算；
（2）根據(jù)v（H₂）=

3

2

c（NH₃）進(jìn)行計(jì)算；
（3）達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，百分含量不變等角度分析；
（4）根據(jù)反應(yīng)的可逆性特點(diǎn)以及溫度改變平衡一定發(fā)生移動(dòng)進(jìn)行判斷；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，氨氣的濃度為原來(lái)的一倍，壓強(qiáng)增大平衡向正方向移動(dòng)，氨氣的濃度逐漸增大，到8min時(shí)達(dá)到平衡，濃度約為0.25mol/L，以此解答．

解答：解：（1）平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，應(yīng)為K=

[NH3]2

[N2]?[H2]3

，故答案為：K=

[NH3]2

[N2]?[H2]3

；
（2）c（H₂）=

3

2

c（NH₃）=

3

2

×

0.10mol/L

4min

=0.0375 mol/（L?min），故答案為：0.0375 mol/（L?min）；
（3）a．N₂和NH₃濃度相等，不能作為判斷是否達(dá)到平衡的依據(jù)，二者濃度關(guān)系取決于起始量和反應(yīng)的程度的關(guān)系，故不正確；
b．NH₃百分含量保持不變，說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變，說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，注意如果反應(yīng)前后的氣體的計(jì)量數(shù)之和相等時(shí)，不能作為判斷的依據(jù)；
d．NH₃的生成速率與H₂的消耗速率相等時(shí)不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，如是NH₃的生成速率與H₂的生成速率為2：3時(shí)可說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)；
e．容器中混合氣體的密度保持不變不能作為判斷的依據(jù)，因?yàn)槿萜鞯捏w積不變，氣體的質(zhì)量不變，無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，氣體的密度都不變．
故答案為：b、c；                     
（4）該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化，則NH₃的物質(zhì)的量濃度不可能為0.2mol/L，溫度改變平衡一定發(fā)生移動(dòng)，則NH₃的物質(zhì)的量濃度不可能為0.1mol/L，故答案為：a、c；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，氨氣的濃度為原來(lái)的一倍，壓強(qiáng)增大平衡向正方向移動(dòng)，氨氣的濃度逐漸增大，到8min時(shí)達(dá)到平衡，濃度約為0.25mol/L，故答案為：

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)問題，涉及平衡常數(shù)、反應(yīng)速率、平衡標(biāo)志以及平衡圖象等問題，題目難度中等，注意方法性問題的積累．