Question

15．氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用仍是当前的重要研究内容之一．化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0
（1）升高温度，正反应速率（V正）增大（填“增大”、“减小”或“不变”），化学平衡逆向（正向或逆向）移动．
（2）温度为T℃时，将5a mol H₂和2a mol N₂放入0.5L密闭容器中，10分钟后反应达到平衡，测得N₂的转化率为50%，则以H₂表示的反应速率为0.6amol/（L•min）；反应的平衡常数为$\frac{1}{{8{a^2}}}$
（3）一定条件下，下列叙述可以说明该反应已达平衡状态的是C
A．υ_正（N₂）=υ_逆（NH₃）  
B．各物质的物质的量相等
C．混合气体的物质的量不再变化   
D．混合气体的密度不再变化
（4）图表示合成氨反应在某一时间段中反应速率υ与反应过程时间t的关系图．由图判断，NH₃的百分含量最高的一段时间是t₂～t₃；图中t₃时改变的条件可能是C．
A．加了催化剂       B．扩大容器的体积         C．升高温度       D．增大压强．

Answer 1

分析 （1）升高温度，正逆反应速率都加快，化学平衡向吸热反应方向移动；
（2）应用三行式，根据反应速率v=$\frac{△c}{△t}$，化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，进行计算求解；
（3）根据达平衡状态的实质和特征分析解答；
（4）t₃时刻正逆反应速率均迅速增大，但是平衡逆向进行，所以氨气的百分含量是减小的，即表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间是t₂-t₃；t₃时刻正逆反应速率均迅速增大，但是平衡逆向进行，引起平衡移动的条件可能是升高温度．

解答 解：（1）升高温度，正反应速率增大，化学平衡逆向移动，故答案为：增大；逆向；
（2）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₂（g）
开始  4amol/L  10amol/L      0
反应  2amol/L  6amol/L     4amol/L
平衡  2amol/L  4amol/L     4amol/L
所以v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{6amol/L}{10min}$=0.6mol/（L•min），
化学平衡常数K=$\frac{（4amol/L）^{2}}{（2amol/L）×（4amol/L）^{3}}$=$\frac{1}{{8{a^2}}}$（L/mol）²，
故答案为：0.6a mol/（L•min）；$\frac{1}{{8{a^2}}}$（L/mol）²；
（3）A．υ_正（N₂）=υ_逆（NH₃），速率之比不等于化学计量数之比，故A错误；  
B．各物质的物质的量相等，而不是不变的状态，故B错误；
C．混合气体的物质的量不再变化，说明各组分的物质的量不变，反应达平衡状态，故C正确；   
D．混合气体的密度一直不随时间的变化而变化，故D错误；
故选C；
（4）t₃时刻正逆反应速率均迅速增大，但是平衡逆向进行，所以氨气的百分含量是减小的，即表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间是t₂-t₃；t₃时刻正逆反应速率均迅速增大，但是平衡逆向进行，引起平衡移动的条件可能是升高温度，
故答案为：t₂～t₃；C．

点评 本题考查了影响化学反应速率的因素、图象分析，化学平衡三段式计算等知识点，注意知识的迁移和应用是关键，难度不大．