氨气是重要化工产品之一．传统的工业合成氨技术的反应原理是:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol．在500℃.20MPa时.将N2.H2置于一个固定容积的密闭容器中发生反应.反应过程中各种物质的量浓度变化如图1所示.回答下列问题．(1)计算反应在第一次平衡时的平衡常数K= ．(2)由第一次平衡到第二次平衡.平� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

氨气是重要化工产品之一．传统的工业合成氨技术的反应原理是：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol．在500℃、20MPa时，将N₂、H₂置于一个固定容积的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量浓度变化如图1所示，回答下列问题．

（1）计算反应在第一次平衡时的平衡常数K=

．（保留二位小数）
（2）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是

，采取的措施是

（3）产物NH₃在5～10min、25～30min和45～50min时平均反应速率（平均反应速率分别以v₁、v₂、v₃表示）从大到小排列次序为

．
（4）已知甲酸甲酯在酸性条件下水解为放热反应，甲酸甲酯转化率在温度T₁下随时间（t）的变化如图．若其他条件不变，仅改变温度为T₂（T₂＜T₁），在图2中画出温度T₂下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图．

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡建立的过程

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据图示数据得出第一次达到平衡时反应物和生成物浓度，再根据平衡常数的表达式计算出第一次平衡时平衡常数K；
（2）25min时氨气的浓度为0、氢气和氮气的浓度逐渐减小，据此进行分析改变的条件；
（3）根据反应速率的表达式：v=

△c

△t

，时间变化都是5min，根据浓度变化判断v₁、v₂、v₃；
（4）因为升高温度，反应速率增大，达到平衡所需时间减少，又该反应是吸热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，甲酸甲酯的转化率减小．

解答： 解：（1）第一次达到平衡常数时，氨气的浓度为：2.00mol/L，氢气浓度为：3.00mol/L，氮气的浓度为1.00mol/L，第一次平衡时平衡常数K=

2.002

1.00×3.002

≈0.15，
故答案为：0.15；
（2）25min时生成物氨气的物质的量浓度为0、氮气和氢气的浓度逐渐减小，说明从反应体系中移出产物氨气，平衡向着正向移动，
故答案为：正反应方向移动；移走生成物NH₃；
（3）由图可知，5～10min氨气的浓度变化大于0.5mol/L，25～30min氨气浓度变化约为0.5mol/L，45～50min氨气的浓度变化为（1.0-0.76）mol/L=0.24mol/L，时间变化为5min，由v=

△c

△t

可知，反应速率关系为：v₁＞v₂＞v₃，
故答案为：v₁＞v₂＞v₃；
（4）因为升高温度，反应速率增大，达到平衡所需时间减少，所以绘图时要注意T₂达到平衡的时间要小于T₁，又该反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，甲酸甲酯的转化率增大，所以绘图时要注意T₂达到平衡时的平台要高于T₁，如图为