Question

3．（1）某科研小組研究在其他條件不變的情況下，改變起始?xì)錃馕镔|(zhì)的量（用n（H₂）表示）對(duì)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表示成如圖1所示的規(guī)律（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量）：

①比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N₂的轉(zhuǎn)化率最高的是c點(diǎn)．
②若容器容積為1L，且只加入反應(yīng)物，當(dāng)圖中n=3mol時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H₂、N₂的轉(zhuǎn)化率均為60%，此條件下（T₂），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.08（mol/L）^-2（精確到0.01）．
③圖象中T₂低于T₁（填“高于”、“低于”、“等于”或“無法確定”）．
（2）已知：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0．
①現(xiàn)取五等份NO₂，分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2NO₂（g）?N₂O₄（g）．反應(yīng)相同時(shí)間后，分別測(cè)定體系中NO₂的百分含量（NO₂%），并作出其隨反應(yīng)溫度（T）變化的關(guān)系圖．下列示意圖2中，可能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符的是BD．
②保持溫度、體積不變，向上述平衡體系中再通入一定量的NO₂，則再次達(dá)平衡時(shí)NO₂的轉(zhuǎn)化率增大（填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”）．

Answer 1

分析 （1）①三點(diǎn)時(shí)溫度相同，氫氣量越大，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率越大；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始 x       3          0
轉(zhuǎn)化 0.6    1.8        1.2
平衡x-0.6   1.2        1.2
N₂的轉(zhuǎn)化率為60%，則$\frac{0.6mol}{x}$×100%=60%，解得x=1mol，
據(jù)此求算平衡常數(shù)；
③由圖可知，其它條件相同時(shí)，T₁先達(dá)到平衡且平衡時(shí)氨氣的濃度�。�
（2）①在恒容狀態(tài)下，在五個(gè)相同的容器中同時(shí)通入等量的NO₂，反應(yīng)相同時(shí)間．達(dá)到平衡狀態(tài)之前，溫度越高，反應(yīng)速率越大，導(dǎo)致NO₂的百分含量越��；達(dá)到平衡后，因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO₂的百分含量隨溫度升高而升高；在D圖中轉(zhuǎn)折點(diǎn)為平衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)左側(cè)為平衡狀態(tài)之前，右側(cè)為平衡狀態(tài)；
②保持溫度體積不變，向上述平衡體系中再通入一定量的NO₂，相當(dāng)增大壓強(qiáng)．

解答 解：（1）①三點(diǎn)時(shí)溫度相同，氫氣量越大，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率越大，則c點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率最高，
故答案為：c；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始 x      3          0
轉(zhuǎn)化0.6    1.8       1.2
平衡x-0.6  1.2      1.2
N₂的轉(zhuǎn)化率為60%，則$\frac{0.6mol}{x}$×100%=60%，解得x=1mol，
反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{[1.2mol/L]{\;}^{2}}{[0.4mol/L×[1.2mol/L]{\;}^{3}}$=2.08（mol/L）^-2，
故答案為：2.08（mol/L）^-2；
③由圖可知，其它條件相同時(shí)，T₁先達(dá)到平衡且平衡時(shí)氨氣的濃度小，則T₂低于T₁，
故答案為：低于；
（2）①A、因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO₂的百分含量隨溫度升高而升高，故A錯(cuò)誤；
B、因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO₂的百分含量隨溫度升高而升高，故B正確；
C、若5個(gè)容器中有未達(dá)到平衡狀態(tài)的，那么溫度越高，反應(yīng)速率越大，會(huì)出現(xiàn)溫度高的NO₂轉(zhuǎn)化得快，導(dǎo)致NO₂的百分含量少的情況，不可能出現(xiàn)NO₂的百分含量不變的情況，故C錯(cuò)誤；
D、在D圖中轉(zhuǎn)折點(diǎn)為平衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)左則為未平衡狀態(tài)，右則為平衡狀態(tài)，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故D正確；
故選BD；
②保持溫度體積不變，向上述平衡體系中再通入一定量的NO₂，相當(dāng)增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，故答案為：增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，化學(xué)反應(yīng)速率、平衡移動(dòng)原理及其應(yīng)用，題目難度中等，明確化學(xué)平衡的三段法計(jì)算及圖象的分析試劑解答本題的關(guān)鍵，注意溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響．