题目内容

【题目】氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化方程式如下:

N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol

(1)当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如下图所示。

图中t1时引起平衡移动的条件可能是 ,其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是 ,若t0-t1,t1-t3,t3-t5这三段平衡常数分别用K1,K2,K3表示,那么K1,K2,K3的大小关系是____________。

(2)若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡 移动(填“向左”、“ 向右”或“不”);使用催化剂反应的ΔH (填“增大”、“减小”或“不改变”)

(3)温度为T ℃时,将2a mol H2 a mol N2放入0.5 L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%。则反应的平衡常数为____________。

【答案】

(1)增大压强;t2-t3 K1=K2>K3

(2)向左;不改变;(3)

【解析】

试题分析:(1)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol,反应是放热反应,反应前后气体体积减小,依据反应速率与时间的关系图象分析,t1时正逆反应速率都增大,平衡正向移动,引起平衡移动的条件可能是增大压强;t3时是升高温度,正逆反应速率都增大,平衡逆向移动,NH3的含量减少;t5时是加入催化剂,正逆反应速率不变,NH3的含量不变,所以平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2-t3;平衡常数随温度变化,升高温度平衡左移,平衡常数减小,那么K1,K2,K3的大小关系是:K1=K2>K3,故答案为:增大压强;t2-t3 K1=K2>K3

(2)若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,为保持恒压,体积增大,平衡向逆向进行;催化剂改变反应速率,不改变化学平衡,反应焓变不变,故答案为:向左;不改变

(3)温度为T℃时,将2a mol H2 a mol N2放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%。则反应的平衡常数可以列出三段式计算平衡浓度,依据平衡常数概念计算:

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

开始 2amol/L 4amol/L 0

反应 amol/L 3amol/L 2amol/L

平衡 amol/L amol/L 2amol/L

所以化学平衡常数K==(mol/L)-2,故答案为:

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