Question

（16分）氨的合成原理为：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) ；△H= —92.4 KJ·mol^—1。现在500℃、20 MPa时，将N₂、H₂置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应，反应过程中各物质的物质的量变化如下图。回答下列问题：

（1）10 min内以NH₃表示的平均反应速率      ；

（2）在10 ~20 min内：NH₃浓度变化的原因可能是       ；

A．加了催化剂   B．缩小容器体积   

C．降低温度     D．增加NH₃物质的量

（3）第1次平衡的时间范围为：        ，第2次平衡的时间范围为：      ，第1次平衡：平衡常数K₁ =      （带数据的表达式），第2次平衡时NH₃的体积分数           ；

（4）在反应进行至25 min时：① 曲线发生变化的原因：       ② 达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K₂      K₁（填“大于”、“等于”、“小于”）

Answer

⑴0.005 mol/(L.min)    ⑵AB

      ⑶20-25 min；35-40 min；0.152/(0.0753×0.125)；45.5%

⑷减少氨气的物质的量；等于。

【解析】

试题分析：（1）根据图像可知，10min时氨气的物质的量是0.1mol，浓度是0.05mol/L，所以其反应速率是0.05mol/L÷10min＝0.005 mol·L-1 ·min-1。

（2）根据图像可知，在10 ~20 min内氨气的生成速率增大，再20min时反应达到平衡状态，所以改变的条件应该是使用了催化剂会缩小了容器容积，答案选AB。

（3）反应进行到25min是物质的浓度又方式变化，所以第1次平衡的时间范围为20~25 min；同样根据图像可知，第2次平衡的时间范围为35~40 min；第1次平衡时氨气、氮气和氢气的浓度分别是（mol/L）0.15、0.125和0.075，所以K =(0.15)2 /0.125×(0.075)3；第2次平衡时氨气、氮气和氢气的物质的量分别是（mol）0.25、0.225、0.075，所以氨气的体积分数是。

（4）①根据图像可知，25min是氨气的物质的量降低到0.2mol，而氮气和氢气的物质的量逐渐减小，所以改变的条件是移走0.1 mol NH3。②温度不变，所以平衡常数是不变的。

考点：化学平衡移动