Question

在一容积为2 L的密闭容器中，加入0.2 mol N₂和0.6 mol H₂，在一定条件下发生反应：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  ΔH＜0

反应中NH₃的物质的量浓度的变化情况如下图所示，请回答下列问题：

(1)根据上图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率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，保持其他条件不变，若改变反应温度，达到新平衡时NH₃的物质的量浓度不可能为___________。(填序号)

A.0.20 mol·L^-1                        B.0.12 mol·L^-1

C.0.10 mol·L^-1                        D.0.08 mol·L^-1

(4)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH₃的浓度约为0.25 mol·L^-1)，请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH₃浓度的变化曲线。

(5)若该反应在298 K、398 K时的化学平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁______K₂(填“＞”“=”或“＜”)。

Answer 1

【解析】从反应开始到平衡时用时4分钟，NH₃的物质的量浓度变化了

0.1 mol·L ^-1，v(NH₃)为0.025 mol·L^-1·min^-1；此时氢气反应了0.3 mol，转化率为50%；初始N₂和H₂的物质的量分别是0.2 mol、0.6 mol，平衡时NH₃的物质的量介于0 mol～0.4 mol之间，浓度介于0 mol·L^-1～0.2 mol·L^-1之间；而且温度与图中平衡温度不同，所以，NH₃的物质的量浓度也不可能是0.10 mol·L^-1；将容器的体积缩小一半的瞬间NH₃的浓度变为0.2 mol·L^-1，因为压强增大，平衡右移，NH₃的浓度逐渐增大至0.25 mol·L^-1达到新的平衡；温度升高平衡常数减小。

答案：(1)0.025 mol·L^-1·min^-1          (2)50%

(3)A、C

(4)