Question

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右图。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：             平衡常数K₁ ="_____________"               （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， 曲线发生变化的原因：                 

Answer

（12分，每空2分）（1） v = 0．005 mol·L-1 ·min-1   （没有单位不给分）

（2）     AB     （漏选得1分，错选不给分）

（3）：  20~25 min        K1 =         45．5 %

（4）   移走0．1 mol NH3（没有指出0.1mol的给1分）

【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，所以氨气的反应速率是。

（2）根据图像可知，在10 ～20 min内NH3浓度增加，氮气和氢气的浓度减小，这说明反应向正反应方向进行。因为该反应是体积减小的、放热的可逆反应，所以改变的条件可能是缩小容器体积或降低温度，答案选BC。

（3）根据图像可知，在20 ～25 min内各种物质的浓度不再发生变化，即反应达到平衡状态，所以第1次平衡的时间范围为20 ～25 min。化学平衡常数是在一定条件下，当可逆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K1＝；同样根据图像可知，反应进行到35min时，各种物质的浓度不再发生变化，即反应达到平衡状态。此时氢气、氮气和氨气的物质的量分别是0.075mol、0.225mol、0.25mol，所以第2次平衡时NH3的体积分数是。

（4）根据图像可知，在25 min时，氨气的物质的量由0.3mol降低到0.2mol，所以改变的条件是移走了0.1molNH3。

考点：考查反应速率的计算、平衡常数的判断、外界条件对平衡状态的影响以及有关计算