Question

在恒容密闭容器中进行合成氨反应：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0，其平衡常数K与温度T的关系如下：

T/K	298	398	498
平衡常数K/L2?mol-2	4.1×106	K1	K2

（1）K₁

 

K₂（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）下列各项可说明反应达到平衡状态的是

 

a．容器内N₂、H₂、NH₃浓度比为1：3：2    
b．v（N₂）_正=3v（H₂）_逆
c．容器内压强保持不变                 
d．混合气体密度保持不变
e．混合气体平均摩尔质量保持不变
（3）某温度下，在1L恒温恒容容器中充入1mol N₂和3mol H₂进行上述反应，10min达平衡，此时容器内压强变为原来的

7

8

．
①该过程的平均反应速率v（NH₃）=

 

②N₂的平衡转化率为

 

③此时若保持容器温度和体积不变，向其中再加入2.25mol N₂和0.5mol NH₃，则平衡

 

（填“正向”“逆向”或“不”）移动．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则平衡常数减小；
（2）可逆反应达到平衡状态时，各物质的物质的量、物质的量浓度及各物质成分都不变，以及由此引起的一系列物理量不变；
（3）①恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于其压强之比，10min达平衡，此时容器内压强变为原来的

7

8

，则平衡后气体物质的量=

7

8

×（1+3）mol=3.5mol，气体减少的物质的量=（1+3）mol-3.5mol=0.5mol，设生成氨气的物质的量为x，
N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）减少
                2mol     2mol
                x        0.5mol
2mol：2mol=x：0.5mol，x=0.5mol
该过程的平均反应速率v（NH₃）=

△n V

t

；
②设参加反应的氮气的物质的量为y，
N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）减少
1mol                     2mol
y                        0.5mol
1mol：2mol=y：0.5mol
y=0.25mol
转化率=

氮气参加反应的物质的量

氮气初始物质的量

×100%；
③先计算浓度商，如果浓度商Q＞K，则平衡逆向移动，如果Q=K，则平衡不移动，如果Q＜K，则平衡正向移动．

解答： 解：（1）该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则平衡常数减小，所以K₁＞K₂，故答案为：＞；
（2）a．容器内N₂、H₂、NH₃浓度比为1：3：2时该反应不一定达到平衡状态，与反应物初始浓度及转化率有关，故错误；    
b．3v（N₂）_正=v（H₂）_逆时，该反应达到平衡状态，所以v（N₂）_正=3v（H₂）_逆时该反应没有达到平衡状态，故错误；
c．该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，当容器内压强保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；                
d．无论该反应是否达到平衡状态，容器内密度始终不变，所以不能根据密度判断平衡状态，故错误；
e．反应前后气体的物质的量减小、质量不变，所以平均摩尔质量增大，当混合气体平均摩尔质量保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；
故选ce；
（3）①恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于其压强之比，10min达平衡，此时容器内压强变为原来的

7

8

，则平衡后气体物质的量=

7

8

×（1+3）mol=3.5mol，气体减少的物质的量=（1+3）mol-3.5mol=0.5mol，设生成氨气的物质的量为x，
N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）减少
                2mol     2mol
                x        0.5mol
2mol：2mol=x：0.5mol，x=0.5mol
该过程的平均反应速率v（NH₃）=

△n V

t

=

0.5mol 1L

10min

=0.05mol/（L．min），
故答案为：0.05mol/（L．min）；
②设参加反应的氮气的物质的量为y，
N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）减少
1mol                     2mol
y                        0.5mol
1mol：2mol=y：0.5mol
y=0.25mol
转化率=

氮气参加反应的物质的量

氮气初始物质的量

×100%=

0.25mol

1mol

×100%=25%，
故答案为：25%；
③平衡时c（NH₃）=

0.5

1

mol/L=0.5mol/L，c（H₂）=

3-0.5× 3 2

1

mol/L=1.5mol/L，c（N₂）=

1-0.25

1

mol/Lmol/L=0.75mol/L，
该温度下平衡常数K=

0.5×0.5

0.75×1．53

=

1

3×1．53

再加入2.25mol N₂和0.5mol NH₃时，c（NH₃）=

0.5+0.5

1

mol/L=1mol/L，c（H₂）=

3-0.5× 3 2

1

mol/L=1.5mol/L，c（N₂）=

1-0.25+2.25

1

mol/L=3mol/L，
浓度商=

12

3×1．53

=K，所以该反应不移动，故答案为：不．

点评：本题考查化学平衡常数的计算、化学平衡计算、化学平衡状态判断等知识点，侧重考查分析计算能力，注意只有反应前后改变的物理量才能作为判断化学平衡状态的依据，难点是化学平衡的计算，采用三段式法解答即可，题目难度中等．