Question

【题目】一定条件下，向可变容积的密闭容器中通入N2和H2，发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＜0达到平衡后，容器的体积为4L，试回答下列问题：

（1）该条件下，反应的平衡常数表达式K ＝ ，若降低温度，K值将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）达到平衡后，若其它条件不变，把容器体积缩小一半，平衡将___（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”）移动，平衡常数K将 （填“增大”“减小”或“不变”），理由是___________________________。

（3） 达到平衡后，在恒压条件下，向容器中通入氦气(He)，氮气的转化率将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）在三个相同的容器中各充入1 molN2和3molH2，在不同条件下分别达到平衡，氨的体积分数ω随时间变化如图。下列说法正确的是 （填序号）。

a．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且P2＞P1

b．图Ⅱ可能是同温同压下催化剂对反应的影响，且催化性能1＞2

c．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1＞T2

（5）常压下，把H2和用He稀释的N2分别通入一个570℃的电解池装置（下图），H2和N2便可在电极上合成氨，装置中的电解质（图中黑细点处）能传导H+，则阴极的电极反应式为___________。

Answer 1

【答案】（1）c2(NH3)/c(N2)·c3(H2)，增大；

（2）正，不变，K只与温度有关；

（3）减小；

（4）b；

（5）N2+6e-+6H+=2NH3。

【解析】

试题分析：（1）化学平衡常数：一定条件下，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积，K=c2(NH3)/c(N2)·c3(H2)，K只受温度的影响，此反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，K增大；

（2）缩小容器的体积，增大压强，平衡向正反应方向移动，平衡常数不变，因为平衡常数K只受温度的影响；

（3）恒压下，充入非反应气体，容器体积扩大，各组分的浓度减小，根据勒夏特列原理，平衡应向逆反应方向移动，氮气的转化率减小；

（4）a.根据勒夏特列原理，增大压强，平衡向正反应方向移动，压强越大，NH3的体积分数越大，故错误；b.催化剂只加快反应速率，对化学反应平衡无影响，故正确；c.此反应属于放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向逆反应方向进行，温度越高，NH3的体积分数越小，故错误；

（5）阴极是得电子，化合价降低，根据装置图，N的化合价降低，N2在阴极上放电，电极反应式为N2＋6H＋＋6e－=2NH3。