Question

10．在一容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定条件下发生如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，反应中NH₃的浓度变化如下图：

（1）根据上图，4min～5min之间，反应处于平衡状态；（填“平衡”或“非平衡”）．计算0～4min内，平均反应速率υ（NH₃）=0.025 mol/（L•min）．
（2）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，反应达到新平衡后，则NH₃的物质的量浓度不可能为AC．
A．0.2mol•L^-1B．0.12mol•L^- 1C．0.10mol•L^-1D．0.08mol•L^-1
（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，把容器的体积缩小为原来的一半，则平衡向正反应方向移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”），化学平衡常数不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）在第5分钟末，将容器体积缩小为原来的一半后，若在第8分钟末达到新的平衡时（此时NH₃的浓度约为0.25mol•L^-1）．请在上图中画出第5分钟末到平衡时NH₃浓度的变化曲线．

Answer 1

分析 （1）根据图象可知，4min～5min之间氨气的浓度不再变化，说明达到平衡状态；根据v（NH₃）=$\frac{△c}{△t}$进行计算；
（2）改变反应温度，平衡一定移动，而氮气和氢气不可能完全转化为氨气，所以v（NH₃）＜0.20mol/L，由此分析解答；
（3）保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，相当增大压强，平衡正向移动；化学平衡常数是温度的函数，温度不变K不变；
（4）先判断把容器的体积缩小一半的瞬间氨气的浓度，再结合平衡时的浓度作图．

解答 解：（1）结合图象可知，4min～5min时，氨气的物质的量浓度为0.1mol/L，氨气的浓度不再变化，说明正逆反应速率相等，此时已经达到平衡状态；
平衡时氨气的浓度为0.1mol/L，时间为4min，则0～4min氨气的平均反应速率υ（NH₃）=：v（NH₃）=$\frac{0.1mol/L}{4min}$=0.025 mol/（L•min），
故答案为：平衡；0.025 mol/（L•min）；
（2）改变反应温度，平衡一定移动，而氮气和氢气不可能完全转化为氨气，所以v（NH₃）＜0.20mol/L，
A． 如果氨气的浓度是0.20mol/L，则氮气与氢气完全转化，故错误；
B．降低温度，氨气的浓度可能为0.12mol/L，故正确；
C．温度改变，平衡一定移动，所以不可能为0.10mol/L，故错误；
D．升高温度，平衡逆向移动，所以氨气浓度变小，可能为：0.08mol/L，故正确；
故答案为：AC；
（3）该反应是气体体积减小的反应，把容器的体积缩小一半，增大了反应体系的压强，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，
故答案为：向正反应方向；不变；
（4）把容器的体积缩小一半的瞬间氨气的浓度，氨气的浓度变为0.20mol/L，平衡后浓度约为0.25mol/L，所以第5分钟末到平衡时NH₃浓度的变化曲线为：，
故答案为：．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，涉及化学反应速率、化学平衡移动的影响因素、化学平衡常数的影响因素等知识，明确化学平衡及其影响为解答关键，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．