Question

【題目】一定條件下，向容積可變的密閉容器中通入 N2 和 H2,發(fā)生反應(yīng):N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0 達(dá)到平衡后，試回答下列問題：

(1)該條件下，反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=__________，若降低溫度，K 值將______（填“增大”、“減小” 或“不變”）。 達(dá)到平衡后，若其它條件不變，把容器體積縮小一半，平衡將_______（填“向逆反應(yīng)方向”、“向正反應(yīng)方向”或“不”）移動(dòng)，平衡常數(shù)_____（填“增大”、“減小” 或“不變”）。

(2)下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的有（_____）

A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化

B．混合氣體總分子數(shù)不隨時(shí)間變化而變化

C．混合氣體的顏色不再改變

D．c(N2)與c(H2)的比值為1:3

E．容器中氣體的密度不再改變

(3)既加快反應(yīng)速率又使平衡右移的方法是（_____）

A．降低溫度 B．加入正催化劑 C．減小容器體積 D．再通入和原來相等量的 N2 和 H2

(4)在A、B 兩個(gè)容積相同的容器中各充入 1mol N2 和 3mol H2，A 容器保持恒溫恒容達(dá)到平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量為x，B 容器保持恒溫恒壓達(dá)到平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量為y，則 x________y(“>”“<”或“=”)。

(5)在容積為2.0 L且體積不變的密閉容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比)為，則該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率為__________。

Answer 1

【答案】 c(NH3)2/c(N2)·c (H2)3 增大 向正反應(yīng)方向 不變 BE C > 66.7%

【解析】（1）化學(xué)平衡常數(shù)K等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動(dòng)，但平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)；該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)；溫度不變，平衡常數(shù)不變；（2）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量不變，注意該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的化學(xué)反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)；（3）根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響分析，增大濃度、升高溫度、增大壓強(qiáng)、使用催化劑等可以加快反應(yīng)速率，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析解答；

（1）化學(xué)平衡常數(shù)K等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=；該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動(dòng)，則化學(xué)平衡常數(shù)增大；該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，向正反應(yīng)方向移動(dòng)；溫度不變，平衡常數(shù)不變，所以該反應(yīng)平衡常數(shù)不變；（2）A．該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)在容積可變的容器中進(jìn)行則為恒壓條件，則容器中氣體壓強(qiáng)始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的化學(xué)反應(yīng)，混合氣體總分子數(shù)不隨時(shí)間變化而變化則各物質(zhì)的量恒定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，選項(xiàng)B正確；C．混合氣體均為無色，反應(yīng)過程氣體顏色始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．N2、H2分子數(shù)之比1∶3的狀態(tài)不一定滿足正逆反應(yīng)速率相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；E．密度是氣體的質(zhì)量和容器體積的比值，反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變和容器體積變化，當(dāng)體積不變時(shí)密度不變，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，選項(xiàng)E正確。答案選BE；（3）A．降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但反應(yīng)速率減慢，選項(xiàng)A不符合；B．使用催化劑，加快反應(yīng)速率，但不影響平衡移動(dòng)，選項(xiàng)B不符合；B．減小容器的體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)速率加快，選項(xiàng)C符合；D．再通入和原來相等量的 N2 和 H2，恒壓條件下濃度不變，反應(yīng)速率不變，平衡不移動(dòng)，選項(xiàng)D不符合；答案選C；（4）剛開始的時(shí)候，兩個(gè)容器是相同的，所以壓強(qiáng)相等，A恒容，隨著反應(yīng)的進(jìn)行壓強(qiáng)減小（因?yàn)闅怏w的物質(zhì)的量在減�。�，B恒壓，壓強(qiáng)一直不變，所以達(dá)到平衡時(shí)的壓強(qiáng)B>A。因?yàn)樵龃髩簭?qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以B中的平衡態(tài)更向右，氫氣的物質(zhì)的量更小，答案為x>y；（5）利用用三段式可知，設(shè)N2的平衡轉(zhuǎn)化率為a，

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

起始量（mol） 0.6 1.6 0

轉(zhuǎn)化率（mol） 0.6 a 1.8a 1.2a

平衡量（mol） 0.6－0.6a 1.6-1.8a 1.2a

所以有=，解得a＝66.7%，N2的平衡轉(zhuǎn)化率為66.7％。