Question

在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定条件下发生如下反应：N₂(g)＋3H₂(g)⇌2NH₃(g)△H＜0

(1)平衡常数的表达式K=__________，该反应450℃的平衡常数__________500℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“=”)；

(2)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是__________

A．3υ_正(H₂)＝2υ_逆(NH₃)

B．容器中气体的平均相对分子量不随时间而变化

C．容器中气体的密度不随时间而变化

D．容器中气体的分子总数不随时间而变化

(3)上述反应若第5分钟时达到平衡，测得NH₃的物质的量为0.2mol计算从反应开始到平衡时，平均反应速率υ(N₂)为__________mol/(L·min)，NH₃的体积分数__________

(4)保持其他条件不变，若初始投入量为amolN₂、bmolH₂、cmolNH₃，也可得到与上述相同的平衡，则a、b、c需满足关系式：__________；

(5)第6分钟时，保持其它条件不变，若继续通入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，8分钟时达到平衡，N₂的转化率__________(填“增大”、“减小”、“不变”)。

Answer

> BD 0.01 33.3% a+=0.2、b+=0.6 增大

【解析】

(1)对于放热反应，温度越高，平衡常数越小；

(2)反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断；

(3)根据化学反应速率公式来计算反应速率；根据体积分数等于该气体的物质的量比总气体的物质的量计算；

(4根据极限转化的思想结合等效平衡知识来解决；

(5)转换成压强的改变对平衡移动的影响分析判断。

(1)根据反应方程式可得平衡常数表达式为：K=；该反应是放热的，对于放热反应，温度越高，平衡常数越小，所以的平衡常数>时的平衡常数，故答案：；>。

(2)A. 3υ正(H2)＝2υ逆(NH3)时反应没有达到平衡状态，故A不选；

B.容器中气体的平均相对分子量 ，建立平衡的过程中m始终不变，n是变化的，建立平衡的过程中是变化的，容器中气体的平均相对分子量不随时间而变化能说明反应达到平衡，故B选；

C.容器中气体的密度，密度始终是不随时间而变化的一个定值，容器中气体的密度不随时间而变化不能说明反应达到平衡，故C不选；

D.容器中气体的分子总数不随时间而变化证明各组分浓度保持不变了，说明反应达到平衡，故D选；

故选BD；

(3)第5分钟时达到平衡，测得NH3的物质的量为0.2mol，所以减小的氮气物质的量为0.1mol，，同时减小的氢气物质的量为0.3mol，则剩余氮气的物质的量为0.1mol，剩余氢气的物质的量为0.3mol，平衡时气体的总物质的量为：0.1mol+0.3mol+0.2mol=0.6mol，氨气的体积分数= ，故答案为：0.01；33.3%。

(4)初始投入量为amolN2、bmolH2、cmolNH3，极限转化为氮气和氢气，相当于投料为： 的氮气和的氢气，得到与上述相同的平衡，则，，故答案为： ；。

(5)第6分钟，保持其它条件不变，若继续通入0.2mol 的N2和0.6mol的H2，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，N2的转化率增大，故答案为：增大。