Question

（2010?石家庄模拟）在T 1℃时，向容积为2L的密闭容器甲中加入1molN2、3molH2及少量固体催化剂，发生反应

（2010?石家庄模拟）在T 1℃时，向容积为2L的密闭容器甲中加入1molN2、3molH2及少量固体催化剂，发生反应N2（g）+3H2（g）?2N H3（g）；△H＜0，10min时各物质的浓度不再变化，测得N H3的体积分数为25%．（1）该反应在0-10min时间内H2的平均反应速率为______，N2的转化率为______．（2）在T 1℃时，若起始时在容器甲中加入0.5molN2、1.5molH2、0.5molN H3，则达到平衡时NH3的体积分数______（填选项字母）a 大于25% b 等于25% c 小于25%（3）如图是在T 1℃时密闭容器甲中H2的体积分数随时间t的变化曲线，请在该图中补画出该反应在T 2℃（T2＞T1）时的H2体积分数随时间t的变化曲线．（4）若保持T 1℃，在体积也为2L的密闭容器乙中通入一定量的N2、H2、NH3，欲使平衡时容器乙中各物质的量与容器甲中完全相同，且起始时反应向正反应方向进行，则通入H2的物质的量x的取值范围是______．

Answer 1

（1）令平衡时参加反应氮气的物质的量为xmol，则：
           N₂（g）+3H₂（g）?2N H₃（g）
开始（mol）：1       3         0
变化（mol）：x       3x        2x
平衡（mol）：1-x     3-3x      2x
所以

2x

1?x+3?3x+2x

=25%，解得x=0.4，
故v（H₂）=

0.4mol×3 2L

10min

=0.06mol/（L．min），
氮气的转化率=

0.4mol

1mol

×100%=40%，
故答案为：0.06mol/（L．min）；40%；
（2）起始时在容器甲中加入0.5molN₂、1.5molH₂、0.5molN H₃，等效为开始加入0.75molN₂、2.25molH₂，进一步等效为在原平衡基础上降低压强，与原平衡相比平衡向逆反应方向移动，平衡时NH₃的体积分数小于25%，
故答案为：c；
（3）升高温度反应速率加快，缩短到达平衡的时间，该反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，氢气的体积分数增大，温度T₂＞T₁，故T₂温度到达平衡时间较短、氢气的体积分数较大，图象为，故答案为：；
（4）若保持

T

1

℃，在体积也为2L的密闭容器乙中通入一定量的N₂、H₂、NH₃，欲使平衡时容器乙中各物质的量与容器甲中完全相同，则与甲为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边满足氮气为1mol、氢气为3mol，且起始时反应向正反应方向进行，则通入氢气的物质的量应大于甲中的平衡时氢气的物质的量，由于氨气存在，故氢气应小于3mol，由（1）计算可知平衡时甲中氢气为3mol-3×0.4mol=1.8mol，故1.8mol＜x＜3mol，
故答案为：1.8mol＜x＜3mol．