解答:
解:(1)A、从表一可以看出,随着温度的升高,K值增大,表明正向是吸热的方向;从表二可以看出,温度越高,平衡常数越小,表明正向是一个放热的方向,故A正确;
B、从表一数据还可以看出,即使是升高到2000℃,氮气与氧气生成一氧化氮的平衡常数也只达到0.1,但是对于人工合成氨来说,就是在25℃,其平衡常数也达到了5×10
8,表明人类大规模模拟大气固氮是没有意义的,这种说法正确,故B正确;
C、K值只随温度的改变而改变,不随压强的改变而改变,故C错误;
D、工业固氮分离出NH
3时,减小生成物浓度,平衡正向移动,H
2的转化率增大,但是,反应物浓度没有增大,故H
2的反应速率没有增大,故D错误;
故选A、B;
(2)①反应的化学方程式为:N
2+O
2?2NO,其浓度商为:
(3.0×10-3)2 |
(2.5×10-1)×(4.0×10-2) |
=9×10
-7<K=6.4×10
-3,即化学平衡向正反应方向移动,故答案为:正向进行、Q=
(3.0×10-3)2 |
(2.5×10-1)×(4.0×10-2) |
<K,故平衡正向进行;
②A、根据表一数据可知,K随温度升高,而增大,故A正确;
B、催化剂只加快反应速率,不影响化学平衡移动,由于图象中,达平衡时,NO浓度不同,即化学平衡发生了移动,与图象不符,故B错误;
C、温度越高,反应速率加快,达平衡所需时间短,即T
1>T
2,故T
1时先达平衡;又由于正反应吸热,故温度越高,氮气转化率越高,故C正确;
故选:A、C;
③向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N
2和O
2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,增大压强,化学平衡不发生移动,即新化学平衡状态与原平衡状态相比,平衡混合气中NO的体积分数不变,
故答案为:不变;
(3)①①由图可知,t
0-t
1阶段H
2浓度变化量为0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L,故v(H
2)=
=0.02mol/(L?min),
故答案为:0.02mol/(L?min);
②反应后氢气的浓度增大了0.3mol/L,已知反应方程式为:NH
3?N
2+3H
2,则氮气的浓度增大为0.1mol/L,所以氮气的起始浓度为0.4mol/L-0.1mol/L=0.3mol/L;N
2的起始物质的量为0.3mol/L×4L=1.2mol;
故答案为:1.2mol;
③发生反应为2NH
3(g)?N
2(g)+3H
2(g)△H>0,
A.NH
3的百分含量不再变化,即化学平衡不再发生移动,达到化学平衡状态,故A正确;
B.随反应进行容器内压强增大,容器内压强不再发生变化,说明达到平衡状态,故B正确;
C.容器内混合气体的总质量不变,容器的容积不变,容器内气体密度始终不发生变化,故C错误;
D.三个H-H 键断裂表示逆速率,有六个H-N键断裂表示正速率,而且正逆速率之比为计量数之比,则说明达到平衡状态,故D正确;
故答案为:ABD;
④t
4时刻,正逆反应速率均降低相同程度,即化学平衡不移动;由于该可逆反应反应前后气体体积不变,即压强改变时,化学平衡不移动,可知t
4时刻,改变条件为减小压强;t
5时刻,正逆反应速率均增大,且正反应速率增大程度大,即化学平衡向右移动,由于正反应方向吸热,则可知:t
5时刻,改变条件为升高温度,
故答案为:减小压强;升高温度.