题目内容
【题目】氨是重要的氮肥，合成原理为： N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H= —92.4 kJ/mol。在500℃、20 MPa时，将N2、H2置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量变化如图，回答下列问题：
（1）10 min内以NH3表示的平均反应速率：______；
（2）在10 ~20 min内：NH3浓度变化的原因可能是______________
A．加了催化剂 B．缩小容器体积 C．降低温度 D．增加NH3物质的量
（3）第1次平衡的平衡常数K1 = _________________（带数据的表达式），第2次平衡时NH3的体积分数=___________（小数点后保留一位）；
（4）在反应进行至25 min时：①曲线发生变化的原因______________，② 达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K2 ____ K1（填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】0.005 mol/(L·min) A 
45.5 % 移走0.1 mol NH3 等于
【解析】
(1)根据反应速率= 
计算；
(2)根据图像知，反应速率加快，且10min时各气体的物质的量是连续的，根据三种气体的变化量判断平衡施肥发生移动，再结合影响平衡的因素分析解答；
(3)化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；第2次平衡时，根据NH3的体积分数等于氨气的物质的量分数计算；
(4)25分钟，NH3的物质的量突然减少，而H2、N2的物质的量不变，说明应是分离出NH3；根据平衡常数的影响因素分析判断。
(1)反应速率v(NH3)= = 
=0.005mol/(L·min)，故答案为：0.005mol/(L·min)；
(2)由图像可知，各组分物质的量变化增加，即反应速率加快，且10min时变化是连续的，20min达平衡时，△n(N2)=0.35mol-0.25mol =0.1mol，△n(H2)=0.45mol-0.15mol=0.3mol，△n(NH3)=0.3mol-0.1mol =0.2mol，物质的量变化之比等于化学计量数之比，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明10min可能改变的条件是使用催化剂，缩小体积相当于增大压强，应该反应物的速率增加倍数大；降低温度，应该反应速率减小；增加NH3物质的量，逆反应速率增加的倍数大；故只有使用催化剂符合，故选A；
(3)由图像可以看出，当反应进行到时20-25min，各物质的量不变，说明反应达到平衡状态，化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，由图象可知，20min达平衡时，n(N2)=0.025mol×10=0.25mol，n(H2)=0.025mol×6=0.15mol，n(NH3)=0.025mol×12=0.3mol，所以所以其平衡常数K= 
= 
=
；35min时达到第2次平衡，NH3的体积分数= 
×100%=45.5%，故答案为：；45.5%；
(4)第25分钟，NH3的物质的量突然减少，而H2、N2的物质的量不变，说明应是分离出NH3；由图像可以看出，当反应进行到时35-40min，各物质的量不变，说明反应达到第二次平衡状态，平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，所以抽去0.1mol氨，此时平衡常数K将不变，故答案为：分离出0.1molNH3；等于。
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