Question

在一容积为2 L的密闭容器中，加入0.2 mol的N₂和0.6 mol的H₂，在一定条件下发生反应：N₂(g)＋3H₂(g)  2NH₃(g)　ΔH＜0反应中NH₃的物质的量浓度的变化情况如下图所示，请回答下列问题：

（1）根据上图，计算从反应开始到平衡时，平衡反应速率v(NH₃)为______________．

（2）该反应达到平衡时H₂的转化率________．

（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH₃的物质的量浓度不可能为____________．(填序号)

a．0.20 mol·L^－1 b．0.12 mol·L^－1 c．0.10 mol·L^－1  d．0.08 mol·L^－1

（4）请写出该反应的平衡常数表达式_________，若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁       K₂（填“＞”“=” 或 “＜” ）。

（5）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH₃的浓度约为0.25 mol·L^－1)，请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH₃浓度的变化曲线．

Answer

（1）0.025mol/(L·min)  （2）50%  （3）a、c （4） >

（5）

【解析】

试题分析：（1）根据图像可知，反应进行到4min时达到平衡状态。而平衡时氨气的物质的量浓度是0.10mol/L，则氨气的反应速率是0.1mol/L÷4min＝0.025mol/(L·min)。

（2）根据图像可知，平衡时氨气的物质的量浓度是0.10mol/L，所以消耗氢气的浓度是0.15mol/L，则氢气的转化率是0.15mol/L÷0.3mol/L×100×＝50％。

（3）由于正反应是放热反应，所以改变温度平衡一定发生移动，但由于反应物的转化率不可能是100％，所以氨气的浓度不可能超过0.20mol/L，即答案选ac。

（4）化学常数是在一定条件下的可逆反应中，当可逆反应反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的方程式可知，该反应的平衡常数表达式是。由于正反应是放热反应，所以升高温度平衡向逆反应方向越多，平衡常数减小。

（5）在第5分钟末将容器的体积缩小一半的瞬间，氨气的浓度变为0.2mol/L。由于增大压强平衡向正反应方向移动，所以最终的图像应该是：

。

考点：考查可逆反应的有关计算、外界条件对平衡状态的影响、图像识别等等