Question

【題目】（1）恒溫下，向一個2L的恒容密閉容器中充入1 molN2和2.6 molH2，反應過程中對NH3的濃度進行檢測，得到的數據如下表所示。

時間/min	5	10	15	20	25	30
c(NH3)/(mol·L-1)	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

①前20min的平均速率ν(H2)為__________，該溫度下此反應化學平衡平衡常數為_________。

②能提高反應中N2的平衡轉化率的是___________。

A．增加N2的濃度 B．增加H2的量 C．移出部分NH3

D．提高反應溫度 E．加入合適的催化劑

（2）工業合成氨的反應為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。在一定溫度下，將一定量的N2和H2通入到體積為1L的恒容密閉容器中達到平衡后。改變下列條件，能使平衡向正反應方向移動且平衡常數不變的是___________________。

A、充入氦氣增大壓強 B、增大反應物的濃度 C、使用催化劑 D、降低溫度

（3）已知某化學反應的平衡常數表達式為K＝[CO2]·[H2]/[CO]·[H2O]，在不同的溫度下該反應的平衡常數如下表：

t℃	700	800	830	1 000	1 200
K	1.67	1.11	1.00	0.60	0.38

該反應的化學方程式是________________________________；若在1 L的密閉容器中通入CO2和H2各1 mol，5 min后溫度升高到830℃，此時測得CO2為0.4 mol，該反應__________達到平衡狀態（填是或否）。

Answer 1

【答案】0.015 mol·L－1· min－1 0.10 （mol·L－1）-2 BC B CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) 否

【解析】

（1）①前20min內生成氨氣的濃度是0.20mol/L，則根據方程式N2+3H22NH3可知消耗氫氣的濃度是0.30mol/L，因此反應的平均速率ν(H2)為0.30mol/L÷20min＝0.015 mol·L－1·min－1。反應前氮氣和氫氣的濃度分別是0.5mol/L、1.3mol/L，平衡時氨氣濃度是0.20mol/L，消耗氮氣和氫氣的濃度分別是0.1mol/L、0.3mol/L，所以平衡時氮氣和氫氣的濃度分別是0.4mol/L、1.0mol/L，則該溫度下此反應化學平衡平衡常數為。

②A．增加N2的濃度平衡向正反應方向進行，但會降低氮氣的轉化率；

B．增加H2的量，氫氣濃度增大，平衡向正反應方向進行，提高氮氣的轉化率；

C．移出部分NH3，生成物濃度降低，平衡向正反應方向進行，提高氮氣的轉化率；

D．正反應放熱，提高反應溫度，平衡向逆反應方向進行，降低氮氣的轉化率；

E．加入合適的催化劑只能改變反應速率，不能改變平衡狀態，轉化率不變。

答案選BC。

（2）A、充入氦氣增大壓強濃度不變，平衡不移動，A不符合；

B、增大反應物的濃度，能使平衡向正反應方向移動，溫度不變平衡常數不變，B符合；

C、使用催化劑平衡不移動，C不符合；

D、正反應放熱，降低溫度，能使平衡向正反應方向移動，平衡常數增大，D不符合。

答案選B。

（3）化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，因此根據反應的平衡常數表達式為K＝c(CO2)·c(H2)/c(CO)·c(H2O)可知該反應的化學方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)；若在1 L的密閉容器中通入CO2和H2各1 mol，5 min后溫度升高到830℃，此時測得CO2為0.4 mol，根據方程式可知生成氫氣也是0.4mol，消耗CO和水蒸氣均是0.4mol，剩余CO和水蒸氣均是0.6mol，此時濃度熵是，所以該反應沒有達到平衡狀態。