Question

12．一定条件下，在一容积为4L的密闭容器中通入0.4molN₂和1.2molH₂，发生反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0
（1）当进行到第4分钟时达到平衡，生成NH₃为0.4mol，则从开始到达平衡时NH₃的平均速率v（NH₃）=0.025mol/（L•min）（注明单位）．
（2）该条件下，反应的平衡常数表达式K=$\frac{[N{H}_{3}]^{2}}{[{N}_{2}]•[{H}_{2}]^{3}}$，若降低温度，K值将增大（填“增大”“减小”“不变”）
（3）达到平衡后，若其它条件不变，把容器体积缩小一半，平衡将向正反应方向移动（“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”）．
（4）在三个相同的容器中各充入1molN₂和3molH₂，在不同条件下分别达到平衡，氨的体积分数随时间变化如图1．下列说法正确的是c（填序号）：
a．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且P₂＞P₁
b．图Ⅱ可能是不同温度对反应的影响，且T₁＞T₂
c．图Ⅲ可能是同温同压下，催化剂性能，1＞2
（5）常压下，把H₂和用氦气（He）稀释的N₂分别通入一个加热到570℃的电解池装置（如图2），H₂和N₂可在电极上合成氨，装置中所用的电解质（图中黑细点）能传导H⁺，则阴极的电极反应为N₂+6e^-+6H⁺═2NH₃．

Answer 1

分析 （1）依据化学反应速率概念V=$\frac{△c}{△t}$计算得到；
（2）依据化学方程式和化学平衡常数概念写出平衡常数表达式；反应是吸热反应；
（3）依据平衡移动原理分析，缩小体积是增大压强；
（4）a．增大压强平衡右移；
b．升高温度平衡逆向移动；
c．催化剂不影响平衡移动；
（5）根据合成反应的条件和水的状态角度来考虑，根据电解池的工作原理：电解池的阴极发生得电子的还原反应．

解答 解：（1）当进行到第4分钟时达到平衡，生成NH₃为0.4mol，则从开始到达平衡时NH₃的平均速率v（NH₃）=$\frac{\frac{0.4mol}{4L}}{4min}$=0.025 mol/（L•min），
故答案为：0.025 mol/（L•min）；
（2）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g ）△H＜0，依据化学方程式书写反应的平衡常数K=$\frac{[N{H}_{3}]^{2}}{[{N}_{2}]•[{H}_{2}]^{3}}$，反应是放热反应，温度降低平衡向放热反应方向进行，平衡正向进行，平衡常数增大；
故答案为：$\frac{[N{H}_{3}]^{2}}{[{N}_{2}]•[{H}_{2}]^{3}}$；增大；
（3）达到平衡后，若其它条件不变，把容器体积缩小一半，压强增大，平衡向气体体积减小的方向进行，平衡正向进行；
故答案为：向正反应方向；
（4）A．先拐先平，压强大，增大压强平衡右移，氨气的含量应增大，故a错误；
b．升高温度平衡逆向移动，氨气的含量减小，图象中氨气含量不符合变化规律，故b错误；
c．催化剂不影响平衡移动，由图象可知催化剂性能，1＞2，故c正确；
故答案为：c；
（5）在电解法合成氨的电解池中，钯电极A是电解池的阴极，氨气发生氧化反应：N₂+6e^-+6H⁺═2NH₃，故答案为：N₂+6e^-+6H⁺═2NH₃．

点评 本题考查了化学反应速率的定量表示方法、化学平衡常数、化学平衡的影响因素、电极反应式书写等知识点，注意图象分析方法和平衡移动原理的分析应用，掌握基础是关键，题目难度中等．