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，氢气的平均反应速率v(H₂)为______________。

（2）该反应达到平衡时N₂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）0.0375 mol·L－1·min－1

（2）50%

（3）a、c

（4）    >

（5）

【解析】

试题分析：（1）v(H2)=3/2 v(NH3)=3/2×0.10mol/L÷4min=0.0375 mol·L－1·min－1。

                   N2(g)＋3H2(g)  2NH3(g)

初始浓度（mol•L‾1）0.1     0.3            0

初始浓度（mol•L‾1）0.05      0.15            0.1

初始浓度（mol•L‾1）0.05      0.15            0.1

则该反应达到平衡时N2的转化率=0.05mol•L‾1÷0.1mol•L‾1×100%=50%

（3）根据化学方程式可知NH3的浓度范围0K2。

（5）第5分钟末将容器的体积缩小一半后，NH3的浓度变为0.20mol•L‾1，压强增大，平衡向右移动，NH3的浓度逐渐增加，到8min末为0.25mol•L‾1，即可画出曲线。

考点：本题考查化学反应速率和化学平衡的计算、浓度范围的判断、化学平衡常数、浓度曲线的绘制。