Question

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）

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）根据上图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v （NH3）为______mol/（L?min）．（2）该反应的化学平衡常数表达式K______，随温度升高，K值将______（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．0.20mol/L b．0.12mol/L c．0.10mol/L d．0.08mol/L（4）在一定条件下，合成氨反应已达化学平衡状态的是______ （填序号）．A．3v（H2）（正）=2v（NH3）（逆） B．混合气体的密度保持不变C．容器内压强保持不变 D．条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化E．单位时间内1mol N≡N键断裂的同时，有3mol H-H键生成F．单位时间内生成了n mol N2的同时，减少了n mol NH3（5）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______移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”），化学平衡常数______（填“增大”、“减小”或“不变”）．（6）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．（7）已知化学反应N2+3H2=2NH3 的能量变化如图2所示，①1mol N 和3mol H 生成1mol NH3（g）是______能量的过程（填“吸收”或“释放”）．②12N2（g）+32H2（g）=NH3（g）；△H=______；③N2（g）和H2生成NH3（l）的热化学方程式为______．

Answer 1

（1）由图可知到平衡时生成氨气为0.1mol/L，v（NH₃）=

△C

△t

=

0.1mol/L

4min

=0.025 mol/（L．min）                    
故答案为：0.025 mol/（L．min）．                  
（2）化学平衡常数K=

C2(NH3)

C (N2)C3(H2)

，已知N₂ （g）+3H₂ （g）═2NH₃ （g）△H＜0，升高温度平衡逆移，K减小；
故答案为：

C2(NH3)

C (N2)C3(H2)

，减小；
（3）该反应是可逆反应，所以反应物不能完全转化为生成物，所以氨气的浓度不可能为0.20mol/L；△H＜0，所以该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，降低温度，平衡向正反应方向移动，所以氨气的浓度不可能为0.10mol/L，故选ac．
故答案为：ac；
（4）A．2v（H₂）_（正）=3v（NH₃）_（逆）是平衡状态，故错误；
B．容器中混合气体的密度保持不变不能作为判断的依据，因为容器的体积不变，气体的质量不变，无论是否达到平衡状态，气体的密度都不变，故错误；
C．反应前后的气体的计量数之和不相等，容器中气体的压强逐渐减小，当压强不变时，说明达到平衡状态，故正确；
D．反应前后的气体的计量数之和不相等，随反应进行，气体物质的量减少，质量不变，平均相对分子质量逐渐增大，平均相对分子质量不再变化，说明达到平衡状态，故正确；
E．单位时间内1mol N≡N键断裂为正速率，同时，有3mol H-H键生成为逆速率，而且正逆速率之比等于计量数之比，是平衡状态，故正确；
F．单位时间内生成了n mol N₂为逆速率，同时，减少了n mol NH₃为逆速率，都是逆速率不能判断平衡状态，故错误；
故答案为：C、D、E； 
（5）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．
（6）把容器的体积缩小一半的瞬间氨气的浓度，氨气的浓度变为0.20mol/L，平衡后浓度约为0.25mol/L，其第5分钟末到此平衡时NH₃浓度的变化曲线为；
故答案为：；
（7）①由图可以看出，1molN和3molH的总能量大于1mol NH₃（g）的能量，则生成NH₃（g）的过程为释放能量的过程，故答案为：释放；
②由图可以看出，

1

2

molN₂（g）+

3

2

molH₂（g）的能量为akJ，1molNH₃（g）的能量为bkJ，所以

1

2

N₂（g）+

3

2

H₂（g）=NH₃（g）△H=（a-b）kJ/mol，
故答案为：（a-b）kJ/mol；
③由（2）可知

1

2

N₂（g）+

3

2

H₂（g）=NH₃（g）△H=（a-b）kJ/mol，
而1mol的NH₃（g）转化为1mol的NH₃（l）放出的热量为ckJ，
所以有：

1

2

N₂（g）+

3

2

H₂（g）=NH₃（l）；△H=（a-b-c）kJ/mol，
即：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（1）；△H=2（a-b-c）kJ?mol^-1．
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（1）△H=2（a-b-c）kJ?mol^-1．