Question

在容积不同的多个密闭容器内，分别充入同量的N₂和H₂，在不同温度下，同时发生反应N₂+3H₂?2NH₃，并分别在t秒时测定其中NH₃的体积分数，绘图如图：
（1）A，B，C，D，E五点中，尚未达到化学平衡状态的点是

 

．
（2）向一恒容容器中加入1mol N₂和3mol H₂，T₃时，测得体系压强为原来的

7

8

，并放出23.1kJ的热量，则该反应的热化学方程式为

 

．
（3）当上述反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高NH₃
产率的有

 

（填字母）
A  升高温度     B  降低温度    C  增大压强   D  减小压强
E  加入催化剂   F  吸收NH₃     G 通入N₂
（4）AC段的曲线和CE段曲线变化趋势相反，试从反应速率和平衡角度说明理由．

 

．

Answer 1

分析：（1）当NH₃的体积分数最大时达到平衡状态，AB为氨气增大的阶段，不是平衡状态；DE是升高温度平衡逆移后的平衡状态；
（2）根据体系压强变化，求出参加反应的氮气的量，再根据热量求出反应热，写出热化学方程式；
（3）当上述反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高NH₃产率，即平衡正移，据此分析；
（4）AC段的曲线未达到平衡，CE段曲线达到平衡后升温平衡逆移；

解答：解：（1）当NH₃的体积分数最大时达到平衡状态，AB为氨气增大的阶段，不是平衡状态；DE是升高温度平衡逆移后的平衡状态；故AB不是平衡状态，故答案为：AB；
（2）设参加反应的氮气为xmol
                N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）   1        3          0     
变化量（mol）   x        3x         2x
平衡量（mol）  1-x       3-3x       2x
容器内气体压强变为原来的

7

8

，即气体的物质的量变为原来的

7

8

，则

1-x+3-3x+ 2x

1+3

=

7

8

，则x=0.25
根据参加反应的物质的量之比等于放出的热量比，得：

1mol

0.25mol

=

Q

23.1kJ

，所以Q=92.4KJ，即1molN₂参加反应放出热量为92.4KJ，所以其热化学方程式为：N₂（g）+3H₂ （g）═2NH₃ （g）△H=-92.4 kJ/mol，
故答案为：N₂（g）+3H₂ （g）═2NH₃ （g）△H=-92.4 kJ/mol；
（3）当上述反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高NH₃产率，即平衡正移；B 降低温度 C 增大压强  F 吸收NH₃ G 通入N₂ 都看以使平衡正移，故BCFG正确，故答案为：BCFG；
（4）AC段的曲线反应开始时反应物浓度大，温度升高，反应速率增大，反应向正反应方向进行，生成NH₃，氨气的浓度逐渐增大，CE段已经达到平衡，升高温度使平衡向逆反应方向移动，NH₃%变小，
故答案为：AC段，反应开始时温度升高，反应速率增大，反应向正反应方向进行，生成NH₃；CE段，已经达到平衡，升高温度使平衡向逆反应方向移动NH₃%变小．

点评：本题考查了化学平衡的三部曲计算方法，影响化学平衡的因素等，题目难度中．