Question

3．在一容积为4L的密闭容器中，加入0.4mol的N₂和1.2mol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的物质的量浓度变化情况如如图：

（1）根据如图1，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v（NH₃）为0.025mol/（L•min）．
（2）随温度的升高，该反应的化学平衡K值将．减小（填“增大”、“减小”“不变”）．
（3）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，则NH₃的物质的量浓度不可能为ac．
a．0.20mol/L    b．0.12mol/Lc．0.10mol/L d．0.08mol/L
（4）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，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”）．
（5）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0.25mol/L），请在图中画出第5分钟末到此平衡时NH₃浓度的变化曲线．
（6）在三个相同容器中各充入1molN₂和3molH₂，在某一不同条件下反应并达到平衡，氨的体积分数随时间变化曲线如图2．下列说法正确的是D（填序号）．
A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且P₂＞P₁
B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且P₁＞P₂
C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T₁＞T₂
D．图Ⅱ可能是同温同压下，催化剂性能对反应的影响，且1＞2．

Answer 1

分析 （1）由图可知，4min 时反应达到平衡状态，达到平衡时氨气增加0.10mol/L，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NH₃）；
（2）正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；
（3）温度改变平衡一定发生移动，氨气的浓度一定变化，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，氨气浓度减小，降低温度平衡正向移动，氨气浓度增大，由于是可逆反应，不能完全转化应；
（4）体积减小，气体压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动；
（5）第5分钟末将容器的体积缩小一半后，瞬间氨气的浓度变为原平衡的2倍，压强增大，平衡正向移动，氨气的浓度增大，在第8分钟末达到新的平衡时NH₃的浓度约为0.25mol•L^-1；
（6）A．增大压强平衡右移；
B．压强不同，平衡状态不同；
C．升高温度反应速率加快，平衡逆向移动；
D．催化剂不影响平衡移动．

解答 解：（1）由图可知，达到平衡时氨气增加0.10mol/L，v（NH₃）=$\frac{0.1mol/L}{4min}$=0.025 mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.025；
（2）正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故答案为：减小；
（3）温度改变平衡一定发生移动，则NH₃的物质的量浓度不可能为0.1mol/L，若升高温度，平衡逆向移动，氨气浓度减小，氨气不能完全转化，故0＜c（NH₃）＜0.1mol/L，若降低温度，平衡正向移动，氨气浓度增大，由于是可逆反应，氮气不能完全转化应，则0.1mol/L＜c（NH₃）＜0.2mol/L，故选：ac；
（4）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，故答案为：向正反应方向；
（5）第5分钟末将容器的体积缩小一半后，瞬间氨气浓度为0.40mol/L，压强增大，平衡正向移动，氨气的浓度增大，在第8分钟末达到新的平衡时NH₃的浓度约为0.50mol•L^-1，第5分钟末到平衡时NH₃浓度的变化曲线图象为：，
故答案为：；
（6）A．增大压强平衡右移，氨气的含量应增大，图象与实际不符，故A错误；
B．压强不同，平衡状态不同，不可能在同一平衡状态，图象与实际不符，故B错误；
C．升高温度平衡逆向移动，氨气的含量减小，图象与实际不符，故C错误；
D．催化剂不影响平衡移动，由图象可知1到达平衡时间过短，故催化剂性能1＞2，故D正确．
故答案为：D．

点评 本题考查化学平衡的计算与影响因素、化学平衡图象、化学平衡的建立等，题目难度中等，（5）中作图注意缩小体积瞬间，氨气浓度变为原来的2倍．