Question

合成氨對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國防建設均具有重要意義．
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ?mol^-1
（1）在恒溫恒容密閉容器中進行的合成氨反應，下列能表示達到平衡狀態(tài)的是

ac

（填序號）．
a．混合氣體的壓強不再發(fā)生變化
b．混合氣體的密度不再發(fā)生變化
c．反應容器中N₂的物質(zhì)的量濃度不再發(fā)生變化
d．單位時間內(nèi)斷開a個H-H鍵的同時形成3a個N-H鍵
e．三種物質(zhì)的濃度比恰好等于化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比
f． NH₃的生成速率與H₂的消耗速率之比為2：3
（2）在恒溫恒容的密閉容器中，合成氨反應的各物質(zhì)濃度變化曲線如圖所示．
①前25min 內(nèi)，用H₂ 的濃度變化表示的化學反應平均速率是

0.12mol?L^-1?min^-1

．
②在25min 末反應剛好達到平衡，則該溫度下反應的平衡常數(shù)K=

0.15

（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)），達到平衡時，H₂的轉(zhuǎn)化率α=

50%

．若升高溫度，該反應的平衡常數(shù)值將

減小

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）下列措施中能使n（H₂）/n（NH₃）增大的有

AC

．
A．升高溫度                 B．加入催化劑          C．將N₂（g）從體系中分離
D．再充入1molN₂和3mol H₂E．體積不變，充入He（g），使體系總壓強增大．

Answer 1

分析：（1）當化學反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度、含量不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理性不變，以此解答該題；
（2）①、由圖可知，平衡時△c（A）=3mol/L、△c（B）=2mol/L、△c（C）=1mol/L，故△c（A）：△c（B）：△c（C）=3：2：1，故A代表氫氣、B代表氨氣、C代表氮氣，根據(jù)v=

△c

△t

計算v（H₂）；
②、由可知平衡時各組分的平衡濃度，c（H₂）=3mol/L、c（N₂）=1mol/L、c（NH₃）=2mol/L，代入平衡常數(shù)表達式計算；
氫氣的起始濃度為6mol/L，根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計算氫氣的轉(zhuǎn)化率；
該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，據(jù)此判斷平衡常數(shù)變化；
（3）使n（H₂）/n（NH₃）增大，可以改變條件使平衡向逆反應進行，據(jù)此結(jié)合選項判斷．

解答：解：（1）a．該反應隨反應進行，氣體的總的物質(zhì)的量進行，壓強降低，故混合氣體的壓強不再發(fā)生變化，說明到達平衡，故a正確；
b．混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積不變，混合氣體的密度始終不變，故b錯誤；
c．可逆反應到達平衡時，反應混合物各組分的濃度不發(fā)生變化，反應容器中N₂的物質(zhì)的量濃度不再發(fā)生變化，說明到達平衡，故c正確；
d．單位時間內(nèi)斷開a個H-H鍵的同時形成3a個N-H鍵，都表示正反應速率，不能說明到達平衡，故d錯誤；
e．反應混合物平衡時的濃度之比與起始濃度及轉(zhuǎn)化率有關，平衡時可能等于化學計量數(shù)之比，也可能不等于，故e錯誤；
f． NH₃的生成速率與H₂的消耗速率都表示正反應速率，不能說明到達平衡，故f錯誤；
故答案為：ac；
（2）①、由圖可知，平衡時△c（A）=3mol/L、△c（B）=2mol/L、△c（C）=1mol/L，故△c（A）：△c（B）：△c（C）=3：2：1，故A代表氫氣、B代表氨氣、C代表氮氣，故v（H₂）=

3mol/L

25min

=0.12 mol?L^-1?min^-1，
故答案為：0.12 mol?L^-1?min^-1；
②、由可知平衡時各組分的平衡濃度，c（H₂）=3mol/L、c（N₂）=1mol/L、c（NH₃）=2mol/L，
故平衡常數(shù)k=

22

1×33

=0.15，
氫氣的起始濃度為6mol/L，△c（H₂）=3mol/L，故氫氣的轉(zhuǎn)化率為

3mol/L

6mol/L

×100%=50%，
該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，故平衡常數(shù)減小，
故答案為：50%，減小；
（3）A．升高溫度，平衡向逆反應移動，n（H₂）增大，n（NH₃）減小，故n（H₂）/n（NH₃）增大，故A正確；
B．加入催化劑，平衡不移動，n（H₂）/n（NH₃）不變，故B錯誤；
C．將N₂（g）從體系中分離，平衡向逆反應移動，n（H₂）增大，n（NH₃）減小，故n（H₂）/n（NH₃）增大，故C正確；
D．再充入1molN₂和3mol H₂，等效為增大壓強，平衡向正反應移動，故n（H₂）/n（NH₃）減小，故D錯誤；
E．體積不變，充入He（g），反應混合物各組分的濃度不變，平衡不移動，n（H₂）/n（NH₃）不變，故E錯誤；
故答案為：AC．

點評：本題考查化學平衡狀態(tài)判斷、化學平衡有關計算、影響化學平衡的因素、化學平衡圖象等，難度中等，（2）中注意判斷圖象A、B、C代表的物質(zhì)數(shù)據(jù)關鍵．