Question

在一定温度下，向一2L固定容积的密闭容器中通入20molN₂和60molH₂，经过5分钟后，N₂的浓度是5mol∕L，又过了5分钟 N₂、H₂、NH₃的浓度不再变化，此时NH₃的浓度是14mol∕L，达到平衡后共放出QKJ的热量，试完成下列问题：
（1）前5分钟用H₂表示的化学反应速率

 

（2）反应达到平衡后N₂的转化率

 

；
（3）表示该温度下合成氨的化学平衡常数的表达式为

 

（4）若平衡后再增大压强，化学平衡向

 

方向移动（填“正”“逆”“不”）；
（5）该温度下反应的热化学方程式为

 

（用含Q的式子表示）；
（6）在该温度下，向另一2L固定容积的密闭容器中通入N₂ 5mol、H₂15mol、NH₃30mol，反应达到平衡后H₂的浓度是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：根据题意，得到：
             N₂+3H₂?2NH₃
初始浓度：10  30   0 
5min时浓度：5   15   10
5min变化浓度：5   15   10
10min平衡浓度：3   9    14
10min内的变化浓度：7  21   14
（1）根据化学反应速率为v=

△c

△t

来计算；
（2）根据转化率是变化量和初始量的比值来计算；
（3）K等于各个生成物平衡浓度系数次幂之积和各个反应物平衡浓度系数次幂之积的比值；
（4）增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向进行；
（5）根据热化学方程式的意义，以及方程式的系数和焓变的关系来回答；
（6）根据等效平衡的含义来回答．

解答： 解：根据题意，得到：N₂+3H₂?2NH₃
初始浓度：10  30   0 
5min时浓度：5   15   10
5min变化浓度：5   15   10
10min平衡浓度：3   9    14
10min内的变化浓度：7  21   14
（1）前5分钟用V（H₂）表示的化学反应速率为v=

△c

△t

=

15mol/L

5min

=3mol∕（L?min），故答案为：3mol∕（L?min）；
（2）反应达到平衡后，N₂的转化率=

7

10

×100%=70%，故答案为：70%；
（3）该温度下合成氨的化学平衡常数的表达式为K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

，故答案为：K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

；
（4）若平衡后再增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向进行，即正向进行，故答案为：正；
（5）根据热化学方程式的意义：当生成NH₃的浓度是14mol∕L，即氨气的物质的量是28mol，放出QkJ的热量，则当生成氨气的物质的量是2mol，放出QkJ的热量为

Q

14

kJ，所以，N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-

Q

14

kJ?mol^-1，故答案为：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-

Q

14

kJ?mol^-1；
（6）在该温度下，向另一2L固定容积的密闭容器中通入N₂ 5mol、H₂15mol、NH₃30mol，建立的平衡和上述平衡是等效的，所以反应达到平衡后H₂的浓度是3mol/L，故答案为：3 mol∕L．

点评：本题综合考查学生化学平衡以及反应速率的计算以及热化学方程式的意义等知识，属于综合知识的考查，注意知识的归纳和梳理是关键，难度不大．