Question

在一容积为2L的密闭容器中，加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定条件下发生反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0
反应中NH₃的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：
（1）根据上图，计算从反应开始到平衡时，反应速率v（NH₃）为

 

．
（2）该反应达到平衡时H₂的转化率

 

．
（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH₃的物质的量浓度不可能为

 

．（填序号）          
a．0.20mol?L^-1 b．0.12mol?L^-1 c．0.10mol?L^-1 d．0.08mol?L^-1
（4）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡

 

移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”）．
（5）若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁

 

K₂（填“＞”“=”或“＜”）．
（6）已知：298K时，金属钠与O₂气体反应，生成1mol Na₂O固体时，放出热量414kJ，生成1mol Na₂O₂固体时，放出热量511kJ．由Na₂O固体与O₂气体反应生成Na₂O₂固体的热化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,热化学方程式,反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）由图可知，达到平衡时氨气增加0.10mol/L，依据反应速率概念计算反应速率；
（2）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，生成氨气0.2mol时参加反应的氮气为0.1mol，以此计算转化率；
（3）△H＜0，该反应为放热反应，升高温度逆向移动，其浓度减小，降低温度，正向移动，浓度增大，但反应物不能完全反应；
（4）容器的体积缩小一半，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动；
（5）因为反应为放热反应，根据影响平衡移动的因素可知，升高温度平衡向吸热方向移动，所以该反应逆向移动，据此判断平衡常数的变化；
（6）利用盖斯定律计算出反应热，进而写出热化学方程式；

解答： 解：（1）由图可知，达到平衡时氨气增加0.10mol/L，其反应速率为

0.1mol/L

4min

=0.025mol/（L．min），
故答案为：0.025；
（2）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，生成氨气0.2mol时参加反应的氮气为0.1mol，所以氮气的转化率为=

0.1mol

0.2mol

×100%=50%，
故答案为：50%；
（3）△H＜0，该反应为放热反应，升高温度逆向移动，其浓度减小，降低温度，正向移动，浓度增大，但反应物不能完全反应，
所以0＜c（NH₃）＜0.2mol/L，即NH₃的物质的量浓度不可能为0.2mol/L；
故答案为：a；
（4）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半压强增大，平衡向气体体积间隙性的方向进行，平衡正向进行，故答案为：向正反应方向；
（5）因为反应为放热反应，根据影响平衡移动的因素可知，升高温度平衡向吸热方向移动，所以该反应逆向移动，平衡常数减小，即K₁＞K₂，故答案为：＞；
（6）由题意可知：①2Na（s）+

1

2

O₂（g）═Na₂O（s）△H₁=-414kJ?mol^-1，②2Na（s）+O₂（g）═Na₂O₂（s）△H₂=-511kJ?mol^-1
Na₂O和O₂生成Na₂O₂的化学方程式为：2Na₂O+O₂=2Na₂O₂，可以根据（②-①）×2得到，所以反应的焓变=（-414kJ?mol^-1）×2-（-511kJ?mol^-1）=-194kJ?mol^-1，
故答案为：2Na₂O（s）+O₂（s）=2Na₂O₂（s）△H₁=-194kJ?mol^-1；

点评：本题考查化学平衡的计算及热化学方程式的书写，明确反应速率计算、平衡的影响因素及图象的分析试剂解答本题的关键，题目难度中等