Question

【題目】在一容積為2 L的密閉容器內加入0.2 mol N2和0.6 mol H2，在一定條件下發生如下反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3 ΔH＜0。反應中NH3的物質的量濃度的變化情況如圖所示：

（1）根據圖示，計算從反應開始到第4分鐘達到平衡時，平均反應速率υ(N2)為__________。

（2）達到平衡后，第5分鐘末，若保持其它條件不變，只改變反應溫度，則NH3的物質的量濃度不可能為_____________。

a．0.20 mol/L b．0.12 mol/L c．0.10 mol/L d．0.08 mol/L

（3）達到平衡后，第5分鐘末，若保持其它條件不變，只把容器的體積縮小，新平衡時NH3的濃度恰好為原來的2倍，則新體積_____(選填“大于”、“等于”、“小于”)二分之一倍的原體積，化學平衡常數________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。

（4）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半，若在第8分鐘末達到新的平衡(此時NH3的濃度約為0.25 mol/L)。請在圖中畫出第5分鐘末到達新平衡時NH3濃度的變化曲線_____。

（5）已知拆開1mol H－H鍵，1molN－H鍵，1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式為________________________________________________

Answer 1

【答案】0.0125mol·L－1·min－1ac大于不變N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92KJ/mol

【解析】

（1）根據圖示，計算從反應開始到第4分鐘達到平衡時，c(NH3)=0.10mol/L，υ(NH3)=0.10/4=0.025 mol·L－1·min－1,根據速率之比和系數成正比關系可知：υ(N2)=1/2υ(NH3)= 0.025/2=0.0125mol·L－1·min－1；因此本題答案是：0.0125mol·L－1·min－1。

(2)該反應為可逆反應,反應物不可能完全轉化,則 NH3的物質的量濃度不可能為0.20 mol/L ,溫度改變平衡一定發生移動，則 NH3的物質的量濃度不可能為0.10 mol/L ；因此，本題正確答案是: ac。
（3）達到平衡后，第5分鐘末，若保持其它條件不變，只把容器的體積縮小為原來的2倍，如果沒有平衡移動，NH3的濃度恰好為原來的2倍，可是該反應為可逆反應，增大壓強平衡右移，NH3的濃度大于原來的2倍，要想等于原來的2倍，則新體積大于二分之一倍的原體積；平衡常數只與溫度有關，縮小體積的過程，溫度沒有發生變化， 因此化學平衡常數不變；綜上所述，本題答案是：大于； 不變。

（4）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半，氨氣的濃度變為原來的一倍，壓強增大平衡向正方向移動，氨氣的濃度逐漸增大,到8分鐘時達到平衡，濃度約為0.25 mol/L；第5分鐘末到達新平衡時NH3濃度的變化曲線如下：；綜上所述，本題答案是：。

（5）在反應N2(g)＋3H2(g)2NH3 中，斷裂3mol H－H鍵, 1molN≡N鍵共吸收的能量為:3×436+946=2254kJ,生成2molNH3,共形成6molN－H鍵，放出的能量為：6×391=2346 kJ,吸收的熱量少,放出的熱量多,該反應為放熱反應,放出的熱量為:2346-2254=92kJ；因此，本題正確答案是N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92KJ/mol。