Question

在一定條件下，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93.0kJ?mol^-1，
△S=-93.0J?（mol?K）^-1，將l mol N₂與3mol H₂混合于一個(gè)10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，A點(diǎn)混合氣體中氨占25%，試回答：
①根據(jù)本題所給數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最高溫度為：

 

 K
②A點(diǎn)時(shí)N₂的濃度為

 

mol/L；
③圖中在狀態(tài)A時(shí)，平衡常數(shù) K_A=

 

（填寫代入數(shù)值的表達(dá)式，不要求化簡）；當(dāng)溫度由T₁變化到T₂時(shí)，K_A

 

 K_B（填“＞”、“＜”或“=”）．
④在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度如表：

時(shí)間/min 濃度/mol?L-1	c （N2）	c （H2）	c （NH3）
0	0.6	1.8	0
3	0.52	x	0.16
6	0.36	1.08	0.48
9	0.36	1.08	0.48

反應(yīng)從0min到3min之間，H₂的反應(yīng)速率為

 

；反應(yīng)在3min時(shí)，條件發(fā)生了改變，改變的條件可能是

 

（填序號）．
a．使用催化劑     b．降低溫度    c．增加H₂的濃度    d．充入Ne增大壓強(qiáng)．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：①△H-T△S＜0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，據(jù)此分析；
②令參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為nmol，結(jié)合根據(jù)三段式用n表示出各組分的物質(zhì)的量的變化量，平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，結(jié)合混合氣體中氨占25%，列方程求出n的值；
③平衡常數(shù)指生成物濃度的系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積的比值，k=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，平衡常數(shù)k減�。�
④先根據(jù)速率公式求出N₂的反應(yīng)速率，然后根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，求出H₂的反應(yīng)速率；根據(jù)表可知第3min是平衡建立過程，反應(yīng)速率加快，H₂的量沒有增加，根據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響．

解答： 解：①△H-T△S＜0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，已知△S=-93.0J?（mol?K）^-1，△H=-93.0kJ?mol^-1，則-93000J?mol^-1-（-93.0J?（mol?K）^-1）×T＜0，則T＜600K；
故答案為：600；
②對于反應(yīng)   N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）
開始（mol）：1      3                   0
變化（mol）：n      3n                  2n
平衡（mol）：1-n   3-3n                 2n
所以

2nmol

(1-n)mol+(3-3n)mol+2nmol

×100%=25%，解得n=0.4，
則c（N₂）=

0.6mol

10L

=0.06mol/L；
故答案為：0.06；
③平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度為c（N₂）=0.06mol/L，c（H₂）=0.18mol/L，c（N₂）=0.08mol/L，
則K=

0.082

0.06×0.183

；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，平衡常數(shù)k減小，即K_A＞K_B，
故答案為：

0.082

0.06×0.183

；＞；
④N₂的反應(yīng)速率為V=

△c(N2)

△t

=

0.08mol/L

3min

mol?L^-1?min^-1，而V（H₂）=3V（N₂）=0.08 mol?L^-1?min^-1，
根據(jù)表可知第2min是平衡建立過程，反應(yīng)速率加快，H₂的量沒有增加，根據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，可知使用催化劑、升高溫度均可，增加H₂的濃度是不可
故答案為：0.08 mol?L^-1?min^-1；a．

點(diǎn)評：本題考查了反應(yīng)自發(fā)性的判斷、化學(xué)平衡計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用等，題目難度中等，旨在考查學(xué)生對知識的掌握與運(yùn)用，注意加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的掌握理解．