Question

11．氨在国民经济中占有重要地位．请回答有关氨的下列问题：
已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
在一定条件下，将lmolN₂与3molH₂混合于一个10L密闭容器中，3min达到平衡时，A点混合气体中氨占25%．
（1）N₂的转化率为40%；则0～3min内的平均反应速率v（H₂）=0.04mol•L^-1•min^-1．
（2）若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数不变（填“增大”“不变”或“减小”），当温度由T₁变化到T₂时，K_A＞ K_B（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）改变下列条件，能加快反应速率并提高H₂转化率的是AB．
A．缩小容器体积     B．增大N₂的浓度    C．使用催化剂    D．升高温度
（4）若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡向左移动（填“向左”、“向右”或“不”）．

Answer 1

分析 （1）设氮气的转化率为x，则：
         N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
开始（mol） 1      3        0
反应（mol） x      3x       2x
平衡（mol）（1-x）  3（1-x）    2x
平衡时氨气含量=$\frac{2x}{（1-x）+3（1-x）+2x}×100%$=25%，解得x=40%；再根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（H₂）；
（2）化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变；改变温度时氨气浓度降低，说明平衡逆向移动，则改变条件是升高温度，平衡常数变小；
（3）能加快反应速率并提高H₂转化率，可以改变的条件有：增大氮气浓度、增大压强；
（4）若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，氮气和氢气浓度降低，对于反应体系来说相当于减小压强，平衡向气体体积增大方向移动．

解答 解：（1）设氮气的转化率为x，
         N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
开始（mol） 1      3        0
反应（mol） x      3x       2x
平衡（mol）（1-x）  3（1-x）    2x
平衡时氨气含量=$\frac{2x}{（1-x）+3（1-x）+2x}×100%$=25%，x=40%；
0-3min内v（H₂）=$\frac{\frac{3mol×40%}{10L}}{3min}$=0.04 mol•L^-1•min^-1；
故答案为：40%；0.04 mol•L^-1•min^-1；
（2）化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，化学平衡常数与压强、浓度都无关；改变温度时氨气浓度降低，说明平衡逆向移动，则改变条件是升高温度，平衡常数变小，所以K_A＞K_B，
故答案为：不变；＞；
（3）A．缩小容器体积增大压强，增大单位体积内活化分子个数，所以反应速率增大，且平衡正向移动，氢气转化率增大，故正确；     
B．增大N₂的浓度，增大单位体积内活化分子个数，反应速率增大，平衡正向移动，氢气转化率增大，故正确；
C．使用催化剂增大反应速率，但平衡不移动，氢气转化率不变，故错误；
D．升高温度增大反应速率但平衡逆向移动，氢气转化率减小，故错误；
故选：A、B；
（4）若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，氮气和氢气浓度降低，对于反应体系来说相当于减小压强，平衡向气体体积增大方向移动，即平衡向左移动，故答案为：向左．

点评 本题考查化学平衡有关计算、化学平衡影响因素等知识点，利用三段式法计算有关数据，注意化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数就不变，题目难度不大．