Question

哈伯因发明了氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年的诺贝尔化学奖，

N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H<0。下图表示某温度时，向1L容器中加入1mol氮气，3mol氢气，该反应在110S内反应进行的程度：

（1）此反应在50～60s时化学平衡常数为K₁ =      （列出计算式不用试算）。

（2）反应进行到60s时，改变的条件可能是    。

A．加入催化剂                           B．扩大容器的体积

C．升高温度                             D．减小氨气的浓度

在该条件下，氮气的化学反应速率     。（填“变小”、“变大”或“不变”）

（3）该反应在80s后化学平衡常数为K₂，则K₁  K₂(填“>”、“<”或“=”)，此时氮气的转化率为      。

（4）若在110s后向该平衡体系中再加入1mol氨气，则再次达平衡后，氨气在平衡体系中的体积分数      。（填“变小”、“变大”或“不变”）

Answer

（1）(2) C 变大    (3)  > 20%     (4)变大

【解析】

试题分析：（1）50～60s时，反应达到平衡状态。

N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0

始（mol· L－1） 1      3

变（mol· L－1） 0.25   0.75          0.5

平（mol· L－1） 0.75   2.25          0.5

K==。

（2）60-80s时c(NH3)减小，后又达到平衡状态。催化剂对平衡移动无影响，A错误；扩大容器体积，c(NH3)瞬间减小，与原平衡不连续，B错误；升高温度，平衡向左移动，c(NH3)减小，C正确；减小氨气浓度，c(NH3)先减小先增大，D错误。

（3）该反应是放热反应，温度越高，K越小。80s后，c(NH3)=0.4mol·L－1，转化的N2为0.2mol，N2转化率为0.2。

（4）平衡后再加氨气，相当于定温定容时再充入N2和H2，等效于增大压强，平衡向右移动，氨气在平衡体系中体积分数增大。

考点：化学平衡常数   勒沙特列原理   转化率  等效平衡