Question

11．合成氨工業(yè)的出現(xiàn)，標志著化學工業(yè)進入了一個新的階段，它不僅生產了廉價的氨，而且為硝酸工業(yè)、有機合成工業(yè)等提供了良好的技術條件，氨在國民經濟中占有重要的地位．
（1）已知在400℃時，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0的平衡常數(shù)K=0.5．
①400℃時，2NH₃（g）?N₂�。╣）+3H₂（g）的K=2（填數(shù)值）．
②400℃時，在0.5L的反應容器中進行合成氨反應，一段時間后，測得N₂、H₂、NH₃的物質的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時反應V（N₂）_正=V（N₂）_逆（填：＞、＜、=、不能確定）．
（2）有兩只密閉容器A和B，A能保持恒容，B能保持恒壓，起始時向容積相等的A、B中分別通入等量的NH₃，使之發(fā)生反應：2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g），并達到平衡．
①達到平衡所需要的時間：t（A）＜t（B），NH₃的轉化率：a（A）＜a�。˙）（填＞、=、＜）．
②達到平衡后，在兩容器中分別通入等量的氦氣．則B中的化學平衡向正反應方向移動，A中的化學反應速率不變．（填“增大”“減小”或“不變”）
③達到平衡后，向兩容器中分別通入等量的原反應氣體，再次達到平衡時，A容器中H₂的百分含量減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”）．
（3）在兩個相同容器中各充入1molN₂和3molH₂，在某一不同條件下反應達到平衡，氨的體積分數(shù)隨時間變化曲線如圖．下列說法正確的是D（填字母）．

A．圖Ⅰ可能是不同壓強對反應的影響，且p₂＞p₁
B．圖Ⅱ可能是不同壓強對反應的影響，且p₁＞p₂
C．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應的影響，且T₁＞T₂
D．圖Ⅱ可能是同溫同壓下不同催化劑對反應的影響，且催化劑性能：1＞2．

Answer 1

分析 （1）①400℃時，N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g）與2NH₃（g）?N₂�。╣）+3H₂（g）方程式相反，則化學平衡常數(shù)互為倒數(shù)；
②400℃時，在0.5L的反應容器中進行合成氨反應，一段時間后，測得N₂、H₂、NH₃的物質的量分別為2mol、1mol、2mol，c（N₂）=c（NH₃）=$\frac{2mol}{0.5L}$=4mol/L，c（H₂）=$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L，
根據(jù)濃度商與化學平衡常數(shù)相對大小確定反應方向，從而確定正逆反應速率相對大��；
（2）反應2NH₃（g）?N₂ （g）+3H₂（g），正方向為體積增大的分方向，A容器能保持恒容，則反應后壓強增大，B容器能保持恒壓，反應后體積增大；
①根據(jù)壓強大小，判斷速率大��；根據(jù)壓強對平衡的影響分析；
②達到平衡后，在兩容器中分別通入等量的氦氣，A體積不變，B體積膨脹，根據(jù)反應物濃度變化分析；
③達到平衡后，向兩容器中分別通入等量的原反應氣體，根據(jù)壓強對平衡的影響分析；
（3）A．增大壓強平衡右移；
B．壓強不同，平衡狀態(tài)不同；
C．升高溫度平衡逆向移動；
D．催化劑不影響平衡移動．

解答 解：（1）①400℃時，N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g）與2NH₃（g）?N₂　（g）+3H₂（g）方程式相反，則化學平衡常數(shù)互為倒數(shù)，所以2NH₃（g）?N₂　（g）+3H₂（g）的化學平衡常數(shù)K=$\frac{1}{0.5}$=2，
故答案為：2；
②400℃時，在0.5L的反應容器中進行合成氨反應，一段時間后，測得N₂、H₂、NH₃的物質的量分別為2mol、1mol、2mol，c（N₂）=c（NH₃）=$\frac{2mol}{0.5L}$=4mol/L，c（H₂）=$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L，
濃度商=$\frac{{4}^{2}}{4×{2}^{3}}$=0.5=K，該反應達到平衡狀態(tài)，正逆反應速率相等，
故答案為：=；
（2）反應2NH₃（g）?N₂ （g）+3H₂（g），正方向為體積增大的分方向，A容器能保持恒容，則反應后壓強增大，B容器能保持恒壓，反應后體積增大；
①A容器能保持恒容，則反應后壓強增大，B容器能保持恒壓，所以A中的壓強大于B，壓強越大，反應速率越快，所用時間越短，則所用時間A小于B；壓強增大平衡向逆反應方向移動，所以壓強越大，轉化率越小，A的壓強大，則A的轉化率小于；
故答案為：＜；＜；
②達到平衡后，在兩容器中分別通入等量的氦氣，A體積不變，B體積膨脹，則A中各反應物質的濃度不變，A中反應速率不變，B中各反應物濃度減小，各反應物所占的壓強減小，平衡正移；
故答案為：正；不變；
③達到平衡后，向兩容器中分別通入等量的原反應氣體，A中壓強增大，新平衡原平衡相比，平衡逆向進行，則A中氫氣的含量減小；
故答案為：減��；
（3）A．增大壓強平衡右移，氨氣的含量應增大，圖象與實際不符，故A錯誤；
B．壓強不同，平衡狀態(tài)不同，不可能在同一平衡狀態(tài)，圖象與實際不符，故B錯誤；
C．升高溫度平衡逆向移動，氨氣的含量減小，圖象與實際不符，故C錯誤；
D．催化劑不影響平衡移動，由圖象可知1到達平衡時間過短，故催化劑性能1＞2，故D正確．
故答案為：D．

點評 本題考查化學平衡計算、外界條件對化學反應速率及化學平衡影響等知識點，為高頻考點，側重考查學生圖象分析、判斷及計算能力，注意（2）①中恒壓、恒容條件下的變化量及不變量的判斷，為易錯點．