Question

1．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图1：

（1）根据图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v（H₂）为0.0375mol/（L•min）．
（2）该反应的化学平衡常数表达式K$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$，随温度的升高，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a、c．
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”），化学平衡常数不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（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1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）根据v（H₂）=$\frac{3}{2}$c（NH₃）进行计算；
（2）化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g ）△H＜0正反应为放热反应；
（3）根据反应的可逆性特点以及温度改变平衡一定发生移动进行判断；
（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，化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变；
（5）第5分钟末将容器的体积缩小一半后，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．升高温度平衡逆向移动；
D．催化剂不影响平衡移动．

解答 解：（1）根据图象分析平衡时氨气的浓度为0.1mol/L，时间为4min，所以依据速率之比等于系数之比得到：v（H₂）=$\frac{3}{2}$v（NH₃）=$\frac{3}{2}$×$\frac{0.1mol/L}{4min}$=0.0375 mol/（L•min），故答案为：0.0375 mol/（L•min）；
（2）该反应的化学平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$，反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g ）△H＜0正反应为放热反应，随温度的升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，故答案为：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$；减小；
（3）该反应为可逆反应，反应物不可能完全转化，则NH₃的物质的量浓度不可能为0.2mol/L，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，故答案为：a、c；
（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；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；
（5）第5分钟末将容器的体积缩小一半后，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，则图象为，故答案为：；
（6）A．增大压强平衡右移，氨气的含量应增大，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，故B错误；
C．升高温度平衡逆向移动，氨气的含量减小，故C错误；
D．催化剂不影响平衡移动，由图象可知催化剂性能，1＞2，故D正确．
故答案为：D．

点评 本题考查化学平衡的计算，明确反应速率计算、平衡的影响因素及图象的分析试剂解答本题的关键，题目难度中等，难点是（5）题图象，注意缩小体积瞬间，氨气浓度变为原来的2倍，为易错点．