Question

（12 分）T℃時(shí)，在某容積恒為2L密閉容器中充入2molN₂、4molH₂，在催化劑輔助下發(fā)生反應(yīng)：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H=－92.0kJ /mol。t₀時(shí)刻，建立平衡后，測(cè)得生成NH₃的量為2mol；從t₁時(shí)刻開(kāi)始，改變反應(yīng)的一個(gè)條件，體系中反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況，如下圖所示。

試回答下列問(wèn)題：
（1）T℃時(shí)，N₂的轉(zhuǎn)化率為：___________，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________。
（2）T℃時(shí)，下列能證明該反應(yīng)已經(jīng)建立平衡狀態(tài)的是：__________________。

A．體系總壓強(qiáng)不再改變

B．混合氣體顏色不再改變

C．H2的質(zhì)量百分含量不再改變

D．c(N2)與c(NH3)的比值不再改變

（3）t₁時(shí)刻，改變的外界條件是__________，平衡常數(shù)K(t₅~t₆) ______ K(t₇~t₈)（填“>、<或=”，下同）。
（4）T℃時(shí)，建立平衡后，向容器中加入2molN₂和2molNH₃，則此時(shí) v_正 ___ v_逆。

Answer 1

（12 分，每空2分）
(1) 50 %； 16(mol?L?¹)^-2           (2) ACD         (3) 升溫 ；=       (4) ＞

解析試題分析：（1）根據(jù)N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)，建立平衡后，測(cè)得生成NH₃的量為2mol，則轉(zhuǎn)化的N₂為1mol，所以N₂的轉(zhuǎn)化率=1mol÷2mol×100%=50%；平衡時(shí)各氣體的濃度為c（N₂）=1mol÷2L=0.5mol?L?¹，c(H₂)=(4mol—3mol)÷2L=0.5mol?L?¹，c（NH₃）=2mol÷2L=1mol?L?¹，則平衡常數(shù)K=（1mol?L?¹）²÷[0.5mol?L?¹×(0.5mol?L?¹)³]=16(mol?L?¹)^-2。
（2）A、該反應(yīng)前后氣體的系數(shù)不相等，所以體系總壓強(qiáng)不再改變，反應(yīng)達(dá)到平衡；B、反應(yīng)體系中各氣體均為無(wú)色，所以混合氣體顏色不再改變不能說(shuō)明建立平衡；C、H₂的質(zhì)量百分含量不再改變，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡；D、c(N₂)與c(NH₃)的比值不再改變，說(shuō)明c(N₂)與c(NH₃)不變，反應(yīng)已達(dá)到平衡。
（3）t₁時(shí)刻，正、逆反應(yīng)速率都增大，逆反應(yīng)速率更大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以改變的條件是升溫；t₆正反應(yīng)速率在原來(lái)的基礎(chǔ)上逐漸增大，則改變的條件不是溫度，所以平衡常數(shù)不變，所以K(t₅~t₆) = K(t₇~t₈)。
（4）向容器中加入2molN₂和2molNH₃，c（N₂）=（1mol+2mol）÷2L=1.5mol?L?¹，c（NH₃）=（2mol+2mol）÷2L=2mol?L?¹，則濃度積=（2mol?L?¹）²÷[1.5mol?L?¹×(0.5mol?L?¹)³]=21.3(mol?L?¹)^-2 > K，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以v_正 ＞ v_逆。
考點(diǎn)：本題考查轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算及計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡移動(dòng)。