Question

哈伯因發明了氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學獎，N₂（g）+3H₂（g）

催化

2NH₃（g）△H＜0．如圖表示某溫度時，向1L容器中加入1mol氮氣，3mol氫氣，該反應在110S內反應進行的程度：
（1）此反應在50～60s時化學平衡常數為K₁=

0．52

2.253×0.75

mol-2?L2

（列出計算式不用試算）．
（2）反應進行到60s時，改變的條件可能是

C

．
A．加入催化劑                  B．擴大容器的體積
C．升高溫度                    D．減小氨氣的濃度
在該條件下，氮氣的化學反應速率

變大

（填“變小”、“變大”或“不變”）
（3）該反應在80S后化學平衡常數為K₂，則K₁

＞

K₂（填“＞”，“＜”或“=”），此時氮氣的轉化率為

20%

．
（4）若在110s后向該平衡體系中再加入1mol氨氣，則再次達平衡后，氨氣在平衡體系中的體積分數

變大

．（填“變小”、“變大”或“不變”）

Answer 1

分析：（1）依據圖象可知50～60s時氨氣的濃度不變達到平衡，氨氣的平衡濃度為0.5mol/L；依據化學性質平衡的三段式列式；
（2）圖象分析可知，反應進行到60s時改變條件氨氣濃度減小；
A、催化劑改變反應速率，不改變平衡濃度不變；
B、題干信息可知是恒容容器；
C、反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行；
D、減小氨氣濃度，圖象中氨氣的濃度應在此時刻突然變小，不是連續減小；
（3）圖象分析可知平衡后氨氣的濃度80S后比50～60s時小，說明K₂＜K₁；氮氣的轉化率可以依據平衡生成氨氣的濃度為0.4mol/L，計算消耗氮氣濃度為0.2mol/L，依據轉化率概念計算得到；
（4）若在110s后向該平衡體系中再加入1mol氨氣，相當于與增大壓強，平衡正向進行，所以氨氣含量增大；

解答：解：（1）圖象可知50～60s時氨氣的濃度不變達到平衡，氨氣的平衡濃度為0.5mol/L；
               N₂（g）+3H₂（g）

催化

2NH₃（g）
起始量（mol/L） 1       3          0
變化量（mol/L） 0.25    0.75       0.5
平衡量（mol/L）0.75     2.25       0.5
平衡常數K=

c2(NH3)

c3(H2)c(N2)

=

0．52

2.253×0.75

mol-2?L2
故答案為：

0．52

2.253×0.75

mol-2?L2；
（2）圖象分析可知，反應進行到60s時改變條件氨氣濃度減小；
A、催化劑改變反應速率，不改變平衡濃度不變，氨氣濃度不變，故A錯誤；
B、題干信息可知是恒容容器，不是容器體積變化，故B錯誤；
C、反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行，氨氣濃度減小，故C正確；
D、減小氨氣濃度，圖象中氨氣的濃度應在此時刻突然變小，不是連續減小，圖象不符合濃度減小的變化，故D錯誤；
故選C．
升溫速率增大；
故答案為：C；變大；   
（3）圖象分析可知平衡后氨氣的濃度80S后比50～60s時小，說明K₂＜K₁；氮氣的轉化率可以依據平衡生成氨氣的濃度為0.4mol/L，依據化學方程式計算得到消耗氮氣濃度為0.2mol/L，氮氣的轉化率=

0.2mol/L

1mol/L

×100%=20%
故答案為：＞；   20%；  
（4）若在110s后向該平衡體系中再加入1mol氨氣，相當于與增大壓強，平衡正向進行，所以氨氣含量增大，
故答案為：變大；

點評：本題考查了平衡常數的分析判斷，平衡影響因素的分析應用，圖象分析是解題關鍵，題目難度中等．