Question

3．若在一容积为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）?2ΝΗ₃（g）△H=-92.4kJ/mol
①该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$．
②若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH₃的物质的量为 0.2mol．则前5分钟的平均反应速率v（N₂）=0.01mol/（L•min）．
③根据温度对化学平衡的影响规律可知，对于该反应，温度越高，其平衡常数的值越小．
④能说明该反应达到化学平衡状态的是ad（填字母）．
a．容器内的密度保持不变                 b．容器内压强保持不变
c．v正（N₂）=2v逆（NH₃）               d．混合气体中c（NH₃）不变．

Answer 1

分析 ①化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；
②根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NH₃），再根据反应速率之比等于系数之比计算v（N₂）；
③反应是放热反应，升高温度后平衡逆向进行，平衡常数减小；
④根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态．

解答 解：①该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$，故答案为：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
②5min达平衡，△c（NH₃）=0.1mol/L，所以v（NH₃）=$\frac{0.1mol/L}{5min}$=0.02mol/（L•min），根据反应速率之比等于系数之比，则v（N₂）=$\frac{1}{2}$×0.02mol/（L•min）=0.01mol/（L•min），
故答案为：0.01mol/（L•min）；
③该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡常数K减小，温度越高，K越小，故答案为：小；
④a．容器的体积、气体的质量始终不变，则容器内的密度保持不变，不能判断平衡，故a错误；
b．该反应为反应前后体积不等的反应，则容器内压强保持不变，能判断达到平衡，故b正确；
c．υ_正（N₂）=2υ_逆（NH₃），正、逆反应速率不等，不能判断平衡，故c错误；
d．混合气体中 c（NH₃）不变，为平衡的特征，能判断达到平衡，故d正确；
故选ad．

点评 本题考查较综合，涉及化学反应速率计算、化学平衡常数、化学平衡的判定等，注意化学平衡判定选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态，题目难度中等．