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）═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

0.025

mol/（L?min）．
（2）该反应的化学平衡常数表达式K

=

C2(NH3)

C (N2)C3(H2)

，随温度升高，K值将

减小

（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

ac

．
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

C、D、E

 （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

向正反应方向

移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”），化学平衡常数

不变

（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

释放

能量的过程（填“吸收”或“释放”）．
②

1

2

N₂（g）+

3

2

H₂（g）=NH₃（g）；△H=

（a-b）kJ/mol

；
③N₂（g）和H₂生成NH₃（l）的热化学方程式为

N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（1）△H=2（a-b-c）kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：（1）根据反应速率公式计算；
（2）根据化学平衡常数表达式书写；
（3）根据温度对化学平衡的影响分析；
（4）达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，百分含量不变等角度分析；
（5）根据压强对化学平衡的影响分析；根据影响化学平衡常数的因素分析；
（6）先判断把容器的体积缩小一半的瞬间氨气的浓度，再结合平衡时的浓度作图；
（7）根据反应热等于反应物总能量减去生成物总能量计算反应热并书写热化学方程式，注意反应物的物质的量和生成物的聚集状态，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，
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．

解答：解：（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．

点评：本题考查化学平衡移动问题，涉及平衡常数、反应速率、平衡标志以及平衡图象等问题，题目难度中等，注意方法性问题的积累．