Question

（12 分）T℃时，在某容积恒为2L密闭容器中充入2molN₂、4molH₂，在催化剂辅助下发生反应：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H=－92.0kJ /mol。t₀时刻，建立平衡后，测得生成NH₃的量为2mol；从t₁时刻开始，改变反应的一个条件，体系中反应速率随时间变化的情况，如下图所示。

试回答下列问题：

（1）T℃时，N₂的转化率为：___________，该反应的平衡常数K=___________。

（2）T℃时，下列能证明该反应已经建立平衡状态的是：__________________。

A．体系总压强不再改变

B．混合气体颜色不再改变

C．H₂的质量百分含量不再改变

D．c(N₂)与c(NH₃)的比值不再改变

（3）t₁时刻，改变的外界条件是__________，平衡常数K(t₅~t₆) ______ K(t₇~t₈)（填“>、<或=”，下同）。

（4）T℃时，建立平衡后，向容器中加入2molN₂和2molNH₃，则此时 v_正 ___ v_逆。

Answer

（12 分，每空2分）

(1) 50 %； 16(mol•L‾1)-2 (2) ACD (3) 升温 ；= (4) ＞

【解析】

试题分析：（1）根据N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，建立平衡后，测得生成NH3的量为2mol，则转化的N2为1mol，所以N2的转化率=1mol÷2mol×100%=50%；平衡时各气体的浓度为c（N2）=1mol÷2L=0.5mol•L‾1，c(H2)=(4mol—3mol)÷2L=0.5mol•L‾1，c（NH3）=2mol÷2L=1mol•L‾1，则平衡常数K=（1mol•L‾1）2÷[0.5mol•L‾1×(0.5mol•L‾1)3]=16(mol•L‾1)-2。

（2）A、该反应前后气体的系数不相等，所以体系总压强不再改变，反应达到平衡；B、反应体系中各气体均为无色，所以混合气体颜色不再改变不能说明建立平衡；C、H2的质量百分含量不再改变，说明反应已达到平衡；D、c(N2)与c(NH3)的比值不再改变，说明c(N2)与c(NH3)不变，反应已达到平衡。

（3）t1时刻，正、逆反应速率都增大，逆反应速率更大，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，所以改变的条件是升温；t6正反应速率在原来的基础上逐渐增大，则改变的条件不是温度，所以平衡常数不变，所以K(t5~t6) = K(t7~t8)。

（4）向容器中加入2molN2和2molNH3，c（N2）=（1mol+2mol）÷2L=1.5mol•L‾1，c（NH3）=（2mol+2mol）÷2L=2mol•L‾1，则浓度积=（2mol•L‾1）2÷[1.5mol•L‾1×(0.5mol•L‾1)3]=21.3(mol•L‾1)-2 > K，平衡向正反应方向移动，所以v正 ＞ v逆。

考点：本题考查转化率的计算、化学平衡常数的计算及计算、化学平衡状态的判断、化学平衡移动。