Question

反应N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）（△H＜0）在等容条件下进行。改变其他反应条件，在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：

回答问题：

（1）在3个阶段中，N₂的平均反应速率(N₂)、(N₂)、(N₂)中最大的是         ，其值是         。

（2）H₂的平衡转化率α_Ⅰ(H₂)、α_Ⅱ(H₂)、α_Ⅲ(H₂)的大小关系是                 。

（3）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是          （填“正反应方向”或“逆反应方向”），采取的措施是                     。

（4）第Ⅰ阶段时，化学平衡常数K₁＝            ；第Ⅱ、Ⅲ阶段化学平衡常数K₂          K₃；（填“＞、＜、＝”）判断的理由是                  。

Answer

（1）Ⅰ 0.05mol/(L·min)

（2）Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ

（3）正反应方向 减小NH3浓度

（4） ＜ 由图可以判断，Ⅱ到Ⅲ采取降低温度的措施，放热反应，降温平衡常数增大。

【解析】

试题分析：

（1）(N2)==0.05mol/（L•min），

(N2)==0.0253mol/（L•min），

(N2)==0.012mol/（L•min），

故在3个阶段中，N2的平均反应速率(N2)、(N2)、(N2)中最大的是Ⅰ，其值是0.05mol / (L·min)。

（2）H2的平衡转化率αⅠ(H2)=×100%=50%，

αⅡ(H2)=×100%=38%，

αⅢ(H2)=×100%=19.4%，

则三个阶段H2的转化率大小为：Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ 。

（3）由第一次平衡到第二次平衡时各物质的浓度可知，N2浓度由第一次平衡时的1.00mol/L逐渐减低到第二次平衡时的0.62mol/L，H2浓度由第一次平衡时的3.00mol/L逐渐减低到第二次平衡时的0.86mol/L，NH3浓度第一次平衡时的2.00mol/L瞬间降低为0，后逐渐增大到第二次平衡时的0.76mol/L，所以平衡移动的方向是正反应方向，采取的措施是减小NH3浓度。

（4）第Ⅰ阶段时，N2、H2、NH3的平衡浓度分别为1.00mol/L、3.00mol/L、2.00mol/L，化学平衡常数K1＝＝。第Ⅱ、Ⅲ阶段化学平衡常数K2＜K3，理由是由图可以判断，Ⅱ到Ⅲ采取降低温度的措施，放热反应，降温平衡常数增大。

考点：化学反应速率的计算、转化率的计算、平衡常数、平衡移动方向等