Question

已知合成氨的热化学方程式如下：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1（1）合成氨反应达到平衡时

已知合成氨的热化学方程式如下：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1（1）合成氨反应达到平衡时，用H2表示的正反应速率为υ正（H2），用NH3表示的逆反应速率为υ逆（NH3），二者满足的关系式为______．（2）请在图1中定性的表示H2的逆反应速率与时间的关系，起始时，放入N2和H2，t1达到平衡，t2增大压强，t3又达到平衡．（3）当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如上图2所示．图中t4引起平衡移动的条件可能是______．其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间为______．（4）温度为T℃时，将2a mol H2和a mol N2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%，则反应的平衡常数为______ （用带a的代数式表示）

Answer 1

（1）可逆反应达到平衡状态时，氢气的正反应速率与氨气的逆反应速率之比等于其计量数之比，所以二者的关系式为2υ_正（H₂）=3υ_逆（NH₃），
故答案为：2 υ_正（H₂）=3υ_逆（NH₃）；
（2）t₁达到平衡，υ_正=υ_逆；t₂增大压强，υ_正、υ_逆都增大，但υ_正＞υ_逆，平衡向正反应方向移动；t₃达到平衡，υ_正=υ_逆且大于原来平衡反应速率，所以其图象为，故答案为：；
（3）t₄时υ_正、υ_逆都增大都增大，且υ_正＜υ_逆，平衡向逆反应方向移动，则改变的条件可能升高温度；t₂时υ_正、υ_逆都增大，且υ_正＞υ_逆，平衡向正反应方向移动，则改变的条件可能是增大压强；t₆时υ_正、υ_逆都增大，平衡不移动，改变的条件可能是加入催化剂；平衡越向正反应方向移动，则平衡混合物中氨气的含量越大，所以平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间为t₃～t₄，故答案为：升高温度；t₃～t₄；
（4）温度为T℃时，将2a mol H₂和a mol N₂放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N₂的转化率为50%，平衡时c（N₂）=

amol×(1?50%)

0.5L

=amol/L，c（H₂）=

2amol?3×amol×50%

0.5L

=amol/L，c（NH₃）=

2×amol×50%

0.5L

=2amol/L，化学平衡常数K=

c2(NH3)

c(N2)．c3(H2)

=

(2a)2

a．(a)3

=

4

a2

，故答案为：

4

a2

．