Question

【題目】在恒溫條件下起始時容積均為5L的甲、乙兩密閉容器中(甲為恒容容器、乙為恒壓容器)，均進行反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H2=-92.4kJ/mol ，有關數(shù)據(jù)及特定平衡狀態(tài)見下表。

容器	起始投入			達平衡時
甲	2molN2	3molH2	0molNH3	1.5molNH3
乙	amolN2	bmolH2	0molNH3	1.2molNH3

(1)若平衡后同種物質的體積分數(shù)相同，起始時乙容器通入的N2的物質的量為 ，起始時乙中的壓強是甲容器的 倍，乙的平衡常數(shù)為

(2)恒容密閉容器中可以發(fā)生氨氣的分解反應，達平衡后，僅改變下表中反應條件x，下列各項中y隨x的增大而增大的是 (選填序號)。

	a	b	c	d
x	溫度	溫度	加入H2的物質的量	加入氨氣的物質的量
y	混合氣體的平均相對分子質量	平衡常數(shù)K	混合氣體的密度	達平衡時氨氣的轉化率

(3)研究在其他條件不變時，改變起始物氫氣的物質的量對反應的影響，實驗結果如圖所示(圖中T表示溫度，n表示物質的量)：

像中T2和T1的關系是：T2 T1(填“高于”“低于”“等于”“無法確定”)。

②a、b、c三點中，N2轉化率最高的是 (填字母)。

③若容器容積為1L，T2℃在起始體系中加入1molN2，3molH2，經(jīng)過5min反應達到平衡時H2的轉化率為60%，則NH3的反應速率為 。保持容器體積不變，若起始時向容器內放入2molN2和6molH2，達平衡后放出的熱量為Q，則Q_________110.88kJ(填“>”、“<”或“=”)。

Answer 1

【答案】(1)1.6mol 0.8 107(mol/L)-2 (2) bc

(3) < b 0.24mol.L-1.min-1 >

【解析】

試題分析：(1)甲、乙兩組實驗中同種物質的體積分數(shù)相同，說明達到相同的平衡狀態(tài)，乙容器體積V，，V=4L；根據(jù)三段式：

甲： N2+3H22NH3，

起始量 2 3 0

變化量 0.75 2.25 1.5

平衡量 1.25 0.75 1.5

乙： N2+3H22NH3，

起始量 a b 0

變化量 0.6 1.8 1.2

平衡量 a-0.6 b-1.8 1.2

，得a=1.6mol，．得b=2.4mol；

起始時乙容器中的壓強是甲容器的倍數(shù)為：，

乙的平衡常數(shù)k==107(mol/L)-2；

(2)a．該反應是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，混合氣體總物質的量增大，混合氣體總質量不變，平均相對分子質量減小，故a錯誤；b．平衡常數(shù)只與溫度有關，溫度改變平衡常數(shù)改變，升高溫度平衡向正反應方向移動，平衡常數(shù)增大，故b正確；c．加入氫氣，混合氣體質量增大、但容器體積不變，混合氣體密度增大，故c正確；d．加入氨氣，平衡向正反應方向移動，但其轉化率減小，故d錯誤，故答案為bc；

(3)①為反應為放熱反應，溫度升高化學平衡向著吸熱方向進行，從T1到T2生成物氨氣的量增加，平衡正移，故T2＜T1；

②b點代表平衡狀態(tài)，c點又加入了氫氣，故平衡向右移動，氮氣的轉化率增大；

③化學平衡三段式計算列式計算，

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

起始量(mol)1 3 0

變化量(mol)0.6 3×60% 1.2

平衡量(mol)0.4 1.2 1.2

反應速率v==0.24mol·L-1·min-1；此時反應放出熱量=92.4kJ/mol×1.8/3=55.44KJ，結合平衡計算H2的轉化率為60%時放出的熱量，若起始時向容器內放入2mol N2和6mol H2，相當于增大壓強平衡正向進行，反應是可逆反應不能進行徹底，放出熱量小于2×92.4kJ/mol=184.8KJ，大于H2的轉化率為60%時放出的熱量的2倍，即熱量＞55.44KJ×2=110.88kJ。