Question

合成氨对农业生产及国防建设均具有重要意义．
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ?mol^-1
（1）在恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应，下列能表示达到平衡状态的是

ac

（填序号）．
a．混合气体的压强不再发生变化
b．混合气体的密度不再发生变化
c．反应容器中N₂的物质的量浓度不再发生变化
d．单位时间内断开a个H-H键的同时形成3a个N-H键
e．三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
f． NH₃的生成速率与H₂的消耗速率之比为2：3
（2）在恒温恒容的密闭容器中，合成氨反应的各物质浓度变化曲线如图所示．
①前25min 内，用H₂ 的浓度变化表示的化学反应平均速率是

0.12mol?L^-1?min^-1

．
②在25min 末反应刚好达到平衡，则该温度下反应的平衡常数K=

0.15

（计算结果保留两位小数），达到平衡时，H₂的转化率α=

50%

．若升高温度，该反应的平衡常数值将

减小

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）下列措施中能使n（H₂）/n（NH₃）增大的有

AC

．
A．升高温度                 B．加入催化剂          C．将N₂（g）从体系中分离
D．再充入1molN₂和3mol H₂E．体积不变，充入He（g），使体系总压强增大．

Answer 1

分析：（1）当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、含量不再发生变化，由此衍生的一些物理性不变，以此解答该题；
（2）①、由图可知，平衡时△c（A）=3mol/L、△c（B）=2mol/L、△c（C）=1mol/L，故△c（A）：△c（B）：△c（C）=3：2：1，故A代表氢气、B代表氨气、C代表氮气，根据v=

△c

△t

计算v（H₂）；
②、由可知平衡时各组分的平衡浓度，c（H₂）=3mol/L、c（N₂）=1mol/L、c（NH₃）=2mol/L，代入平衡常数表达式计算；
氢气的起始浓度为6mol/L，根据转化率定义计算氢气的转化率；
该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，据此判断平衡常数变化；
（3）使n（H₂）/n（NH₃）增大，可以改变条件使平衡向逆反应进行，据此结合选项判断．

解答：解：（1）a．该反应随反应进行，气体的总的物质的量进行，压强降低，故混合气体的压强不再发生变化，说明到达平衡，故a正确；
b．混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度始终不变，故b错误；
c．可逆反应到达平衡时，反应混合物各组分的浓度不发生变化，反应容器中N₂的物质的量浓度不再发生变化，说明到达平衡，故c正确；
d．单位时间内断开a个H-H键的同时形成3a个N-H键，都表示正反应速率，不能说明到达平衡，故d错误；
e．反应混合物平衡时的浓度之比与起始浓度及转化率有关，平衡时可能等于化学计量数之比，也可能不等于，故e错误；
f． NH₃的生成速率与H₂的消耗速率都表示正反应速率，不能说明到达平衡，故f错误；
故答案为：ac；
（2）①、由图可知，平衡时△c（A）=3mol/L、△c（B）=2mol/L、△c（C）=1mol/L，故△c（A）：△c（B）：△c（C）=3：2：1，故A代表氢气、B代表氨气、C代表氮气，故v（H₂）=

3mol/L

25min

=0.12 mol?L^-1?min^-1，
故答案为：0.12 mol?L^-1?min^-1；
②、由可知平衡时各组分的平衡浓度，c（H₂）=3mol/L、c（N₂）=1mol/L、c（NH₃）=2mol/L，
故平衡常数k=

22

1×33

=0.15，
氢气的起始浓度为6mol/L，△c（H₂）=3mol/L，故氢气的转化率为

3mol/L

6mol/L

×100%=50%，
该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，故平衡常数减小，
故答案为：50%，减小；
（3）A．升高温度，平衡向逆反应移动，n（H₂）增大，n（NH₃）减小，故n（H₂）/n（NH₃）增大，故A正确；
B．加入催化剂，平衡不移动，n（H₂）/n（NH₃）不变，故B错误；
C．将N₂（g）从体系中分离，平衡向逆反应移动，n（H₂）增大，n（NH₃）减小，故n（H₂）/n（NH₃）增大，故C正确；
D．再充入1molN₂和3mol H₂，等效为增大压强，平衡向正反应移动，故n（H₂）/n（NH₃）减小，故D错误；
E．体积不变，充入He（g），反应混合物各组分的浓度不变，平衡不移动，n（H₂）/n（NH₃）不变，故E错误；
故答案为：AC．

点评：本题考查化学平衡状态判断、化学平衡有关计算、影响化学平衡的因素、化学平衡图象等，难度中等，（2）中注意判断图象A、B、C代表的物质数据关键．