Question

（12 分）T℃時，在某容積恒為2L密閉容器中充入2molN₂、4molH₂，在催化劑輔助下發(fā)生反應：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H=－92.0kJ /mol。t₀時刻，建立平衡后，測得生成NH₃的量為2mol；從t₁時刻開始，改變反應的一個條件，體系中反應速率隨時間變化的情況，如下圖所示。

試回答下列問題：
（1）T℃時，N₂的轉化率為：___________，該反應的平衡常數(shù)K=___________。
（2）T℃時，下列能證明該反應已經(jīng)建立平衡狀態(tài)的是：__________________。

A．體系總壓強不再改變

B．混合氣體顏色不再改變

C．H2的質(zhì)量百分含量不再改變

D．c(N2)與c(NH3)的比值不再改變

（3）t₁時刻，改變的外界條件是__________，平衡常數(shù)K(t₅~t₆) ______ K(t₇~t₈)（填“>、<或=”，下同）。
（4）T℃時，建立平衡后，向容器中加入2molN₂和2molNH₃，則此時 v_正 ___ v_逆。

Answer 1

（12 分，每空2分）
(1) 50 %； 16(mol?L?¹)^-2           (2) ACD         (3) 升溫 ；=       (4) ＞

解析試題分析：（1）根據(jù)N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)，建立平衡后，測得生成NH₃的量為2mol，則轉化的N₂為1mol，所以N₂的轉化率=1mol÷2mol×100%=50%；平衡時各氣體的濃度為c（N₂）=1mol÷2L=0.5mol?L?¹，c(H₂)=(4mol—3mol)÷2L=0.5mol?L?¹，c（NH₃）=2mol÷2L=1mol?L?¹，則平衡常數(shù)K=（1mol?L?¹）²÷[0.5mol?L?¹×(0.5mol?L?¹)³]=16(mol?L?¹)^-2。
（2）A、該反應前后氣體的系數(shù)不相等，所以體系總壓強不再改變，反應達到平衡；B、反應體系中各氣體均為無色，所以混合氣體顏色不再改變不能說明建立平衡；C、H₂的質(zhì)量百分含量不再改變，說明反應已達到平衡；D、c(N₂)與c(NH₃)的比值不再改變，說明c(N₂)與c(NH₃)不變，反應已達到平衡。
（3）t₁時刻，正、逆反應速率都增大，逆反應速率更大，平衡向逆反應方向移動，該反應為放熱反應，所以改變的條件是升溫；t₆正反應速率在原來的基礎上逐漸增大，則改變的條件不是溫度，所以平衡常數(shù)不變，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，則濃度積=（2mol?L?¹）²÷[1.5mol?L?¹×(0.5mol?L?¹)³]=21.3(mol?L?¹)^-2 > K，平衡向正反應方向移動，所以v_正 ＞ v_逆。
考點：本題考查轉化率的計算、化學平衡常數(shù)的計算及計算、化學平衡狀態(tài)的判斷、化學平衡移動。