Question

【題目】氨氣是重要化工原料，在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位。工業(yè)合成氨的反應(yīng)為: N2(g)+H2(g)=2NH3(g) △H<0

（1）右圖表示合成NH3反應(yīng)在某段時(shí)間t0→t6中反應(yīng)速率與反應(yīng)過程的曲線圖，t1、t3、t4 時(shí)刻分別改變某一外界條件，則在下列到達(dá)化學(xué)平衡的時(shí)間段中，NH3的體積分?jǐn)?shù)最小的一段時(shí)間是___________(填寫下列序號(hào))

A.t1→t1 B.t2→t3 C.t3→t4 D.t5→t6

t4時(shí)改變的條件是________________。

進(jìn)行如下研究:在773K時(shí)，分別將2molN2和6molH2充入一個(gè)固定容積為1L的密閉容器中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體混合物中n(H2)、n(NH3)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表：

t/min	0	5	10	15	20	25	30
n(H2)/mol	6.00	4.50	3.60	3.30	3.03	3.00	3.00
n(NH3)/mol	0	1.00	1.60	1.80	1.98	2.00	2.00

（2）該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________。

（3）該溫度下，若向同容積的另一容器中投入的N2、H2、NH3的濃度分別為3mo/L、3mol/L、3mo/L，則此時(shí)V正_____V逆 (填">"“<”或“=”)。

（4）由上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到“濃度一時(shí)間”的關(guān)系可用右圖中的曲線表示，表示c(N2)-t的曲線是______。在此溫度下，若起始充入4molN2和12 molH2，則反應(yīng)剛達(dá)到平衡時(shí)，表示c(H2)-t的曲線上相應(yīng)的點(diǎn)為_________。

Answer 1

【答案】 D 減小壓強(qiáng)或增大體積 4/27或0.148(0.15) > 乙 B

【解析】（1）合成氨的反應(yīng)為體積縮小的放熱反應(yīng)，t1→t2升溫，平衡左移，NH3的體積分?jǐn)?shù)減小，t3→t4 使用催化劑，速率加快，平衡不動(dòng)，NH3的體積分?jǐn)?shù)不變；t4→t5減壓，平衡左移，NH3的體積分?jǐn)?shù)減小；綜上所述，NH3的體積分?jǐn)?shù)最小的一段時(shí)間是t5→t6，D選項(xiàng)正確；正確答案：D；t4時(shí)改變的條件是減小壓強(qiáng)或增大體積；正確答案：減壓或增大體積。

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)進(jìn)行到25 min時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)；容積為1L的密閉容器,根據(jù)合成氨的反應(yīng):

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)

起始量 2 6 0

變化量 1 3 2

平衡量 1 3 2

平衡后各物質(zhì)濃度為c(N2)=1mol/L, c(H2)=3mol/L, c(NH3)= 2 mol/L；該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K= c2(NH3)/ c(N2)×c3(H2)= 22/33×1=4/27；正確答案：4/27或0.148(0.15)。

（3）同溫情況下，平衡常數(shù)K保持不變?yōu)?/27；再投入N2、H2、NH3，該反應(yīng)的濃度商Q= c2(NH3)/ c(N2)×c3(H2)=32/33×3=1/9<4/27，反應(yīng)正向移動(dòng)，則此時(shí)V正>V逆；正確答案：>。

（4）由題給信息可知，分別將2molN2和6molH2充入一個(gè)固定容積為1L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，所以c(N2)起始濃度為2 mol/L，曲線乙符合要求；正確答案：乙。2molN2和6molH2充入一個(gè)固定容積為1L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到平衡后，氫氣的濃度為3 mol/L，現(xiàn)起始充入4molN2和12molH2，假設(shè)平衡不移動(dòng)，達(dá)到平衡后，氫氣的濃度為6mol/L，但由于容器的體積不變，同比例增大反應(yīng)物的量，相當(dāng)于加壓過程，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，氫氣平衡濃度：3<c(H2)<6， 則反應(yīng)剛達(dá)到平衡時(shí)，表示c(H2)-t的曲線上相應(yīng)的點(diǎn)為B；正確答案：B。