Question

合成氨對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國防建設(shè)均具有重要意義．
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ?mol^-1
（1）在恒溫恒容密閉容器中進行的合成氨反應(yīng)，下列能表示達到平衡狀態(tài)的是

 

（填序號）．
a．混合氣體的壓強不再發(fā)生變化
b．混合氣體的密度不再發(fā)生變化
c．反應(yīng)容器中N₂、NH₃的物質(zhì)的量的比值不再發(fā)生變化
d．單位時間內(nèi)斷開a個H-H鍵的同時形成3a個N-H鍵
e．三種物質(zhì)的濃度比恰好等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比
（2）在恒溫恒容的密閉容器中，合成氨反應(yīng)的各物質(zhì)濃度變化曲線如圖所示．請回答下列問題：
①表示N₂的濃度變化的曲線是

 

（選填曲線代號“A”、“B”或“C”）．
②前25min內(nèi)，用H₂的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)平均速率是

 

．
③在25min末反應(yīng)剛好達到平衡，則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

（計算結(jié)果可用分數(shù)表示）．
若升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)值將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）在一定溫度下，將1mol N₂和3mol H₂混合置于體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，達到平衡狀態(tài)時，測得氣體總物質(zhì)的量為2.8mol．
①達平衡時，H₂的轉(zhuǎn)化率α₁=

 

．
②在相同條件下，若起始時只將NH₃置于該容器中，達到平衡狀態(tài)時NH₃的轉(zhuǎn)化率為α₂，當(dāng)α₁+α₂=1時，則起始時n（NH₃）=

 

mol．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）達到平衡時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，以此衍生的一些物理量也不變，以此判斷是否達到平衡狀態(tài)；
（2）①依據(jù)達到平衡狀態(tài)消耗物質(zhì)的量濃度分析判斷；
②根據(jù)圖象中的濃度變化及時間計算出用H₂的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)平均速率；
③根據(jù)平衡常數(shù)表達式計算出該反應(yīng)的平衡常數(shù)；升高溫度，平衡逆向移動，該反應(yīng)的平衡常數(shù)值將減��；
（3）①設(shè)平衡時有x molN₂轉(zhuǎn)化，計算出轉(zhuǎn)化的氮氣的物質(zhì)的量，再計算出氮氣的轉(zhuǎn)化率；
②α₁ +α₂ =1，說明這兩個反應(yīng)達到平衡時的狀態(tài)完全相同，即加入的氨氣為2mol．

解答： 解：（1）a．混合氣體的壓強不再發(fā)生變化，在恒溫恒容密閉容器中，因為合成氨是氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng)，混合氣體的壓強不再發(fā)生變化，說明達到平衡狀態(tài)，故a正確；
b．混合氣體的密度一直不發(fā)生變化，故b錯誤；
c．反應(yīng)容器中N₂、NH₃的物質(zhì)的量的比值不再發(fā)生變化，說能達到平衡，故c正確；
d．無論是否達到平衡狀態(tài)，都存在單位時間內(nèi)斷開3a個H-H鍵的同時形成6a個N-H鍵，不能說明達到平衡狀態(tài)，故d錯誤；
e．三種物質(zhì)的濃度比恰好等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，三種物質(zhì)的濃度比恰好等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比可能只是某一時刻的比值，不能證明是否達到平衡，故e錯誤；
故答案為：ac；
（2）①圖象分析可知在25min反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，A消耗物質(zhì)的量濃度=6.0mol/L-3.0mol/L=3.0mol/L，B為生成濃度為2mol/L，C的濃度消耗2.0mol/L-1.0mol/L=1.0mol/L，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系可知，表示N₂的濃度變化的曲線是C；
故答案為：C；
②根據(jù)圖象可知曲線A代表氫氣，v（H₂）=

6.0mol/L-3.0mol/L

25min

=0.12mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.12 mol?L^-1?min^-1；
③在25 min 末反應(yīng)剛好達到平衡，K=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

=

4

1×33

=

4

27

；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，若升高溫度，平衡逆向移動，該反應(yīng)的平衡常數(shù)值將減小，
故答案為：

4

27

；減�。�
（3）①設(shè)平衡時有x molN₂轉(zhuǎn)化，
           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始物質(zhì)的量：1mol   3mol      0
變化的物質(zhì)的量：x     3x      2x
平衡物質(zhì)的量：1-x   3-3x     2x
列式可得：4-2x=2.8，
解得x=0.6mol，α₁ =

0.6mol

1mol

×100%=60%，
故答案為：60%；
②由α₁ +α₂ =1，說明這兩個反應(yīng)達到平衡時的狀態(tài)完全相同，即加入的氨氣為2mol，故答案為：2．

點評：本題考查較綜合，涉及知識點較多，注意通過圖象分析化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及計算問題，需要學(xué)生較強的觀察能力及思維能力，難度較大