Question

【题目】一定条件下，向容积可变的密闭容器中通入 N2 和 H2,发生反应:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0 达到平衡后，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”）。 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_____（填“增大”、“减小” 或“不变”）。

(2)下列能说明该反应已达到平衡状态的有（_____）

A．容器内压强不随时间变化而变化

B．混合气体总分子数不随时间变化而变化

C．混合气体的颜色不再改变

D．c(N2)与c(H2)的比值为1:3

E．容器中气体的密度不再改变

(3)既加快反应速率又使平衡右移的方法是（_____）

A．降低温度 B．加入正催化剂 C．减小容器体积 D．再通入和原来相等量的 N2 和 H2

(4)在A、B 两个容积相同的容器中各充入 1mol N2 和 3mol H2，A 容器保持恒温恒容达到平衡时氢气的物质的量为x，B 容器保持恒温恒压达到平衡时氢气的物质的量为y，则 x________y(“>”“<”或“=”)。

(5)在容积为2.0 L且体积不变的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为，则该条件下N2的平衡转化率为__________。

Answer 1

【答案】 c(NH3)2/c(N2)·c (H2)3 增大 向正反应方向 不变 BE C > 66.7%

【解析】（1）化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，但平衡常数只与温度有关；该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的反应，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；温度不变，平衡常数不变；（2）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量不变，注意该反应是一个反应前后气体体积减小的化学反应，增大压强平衡正向移动；（3）根据外界条件对化学反应速率的影响分析，增大浓度、升高温度、增大压强、使用催化剂等可以加快反应速率，结合平衡移动原理分析解答；

（1）化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，所以该反应的平衡常数K=；该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，则化学平衡常数增大；该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的反应，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，向正反应方向移动；温度不变，平衡常数不变，所以该反应平衡常数不变；（2）A．该反应是一个反应前后气体体积减小的化学反应，反应在容积可变的容器中进行则为恒压条件，则容器中气体压强始终不变，不能说明反应达到平衡状态，选项A错误；B．该反应是一个反应前后气体体积减小的化学反应，混合气体总分子数不随时间变化而变化则各物质的量恒定反应达到平衡状态，选项B正确；C．混合气体均为无色，反应过程气体颜色始终不变，不能说明反应达到平衡状态，选项C错误；D．N2、H2分子数之比1∶3的状态不一定满足正逆反应速率相等，选项D错误；E．密度是气体的质量和容器体积的比值，反应前后气体质量不变和容器体积变化，当体积不变时密度不变，说明反应已达到平衡状态，选项E正确。答案选BE；（3）A．降低温度平衡向正反应方向移动，但反应速率减慢，选项A不符合；B．使用催化剂，加快反应速率，但不影响平衡移动，选项B不符合；B．减小容器的体积相当于增大压强平衡向正反应方向移动，反应速率加快，选项C符合；D．再通入和原来相等量的 N2 和 H2，恒压条件下浓度不变，反应速率不变，平衡不移动，选项D不符合；答案选C；（4）刚开始的时候，两个容器是相同的，所以压强相等，A恒容，随着反应的进行压强减小（因为气体的物质的量在减小），B恒压，压强一直不变，所以达到平衡时的压强B>A。因为增大压强，平衡向正反应方向移动，所以B中的平衡态更向右，氢气的物质的量更小，答案为x>y；（5）利用用三段式可知，设N2的平衡转化率为a，

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

起始量（mol） 0.6 1.6 0

转化率（mol） 0.6 a 1.8a 1.2a

平衡量（mol） 0.6－0.6a 1.6-1.8a 1.2a

所以有=，解得a＝66.7%，N2的平衡转化率为66.7％。