Question

1．一定条件下，向容器的体积为4L的密闭容器中通入1mol N₂和3mol H₂，发生反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，达到平衡后．试回答下列问题：

（1）该条件下，反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$．达到平衡后，若其它条不变，升高体系的温度，平衡常数K将减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）达到平衡后，在恒容条件下，向容器中通入氦气（He），氮气的转化率将不变（“增大”、“减小”或“不变”，下同）．若再通入1mol N₂和3mol H₂，氮气的转化率将增大．
（3）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，H₂和N₂便可在电极上合成氨，装置中所用的电解质（图1中黑细点）能传导H⁺，则阴极的电极反应式为N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃
（4）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2．下列说法正确的是abc；
a．图Ⅰ可能是不同温度对反应的影响，且T₂＞T₁
b．图Ⅲ可能是不同压强对反应的影响，且p₁＞p₂
c．图Ⅱ可能是同温同压下，催化剂性能，1＞2．

Answer 1

分析 （1）化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动；
（2）在恒容条件下，向容器中通入氦气，参加反应的气体的浓度不变；若再通入1mol N₂和3mol H₂，相当于增大压强，平衡正向移动；
（3）阴极发生还原反应，氮气在阴极获得电子，与电解质传导的H⁺结合生成氨气；
（4）a．升高温度反应速率加快，平衡逆向移动；
b．增大压强反应速率加快，平衡右移；
c．使用催化剂，不影响平衡移动，催化剂性能越大，反应速率越快．

解答 解：（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；减小；
（2）在恒容条件下，向容器中通入氦气，参加反应的气体的浓度不变；若再通入1mol N₂和3mol H₂，相当于增大压强，平衡正向移动，则转化率增大，
故答案为：不变；增大；
（3）阴极发生还原反应，氮气在阴极获得电子，与电解质传导的H⁺结合生成氨气，阴极电极反应式为：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃，
故答案为：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃；
（4）a．升高温度反应速率加快，平衡逆向移动，氨气的体积分数减小，故a正确；
b．增大压强反应速率加快，达到平衡用时少，平衡右移，氨气的体积分数增大，故b正确；
c．使用催化剂，不影响平衡移动，催化剂性能越大，反应速率越快，故c正确．
故答案为：abc．

点评 本题考查较为综合，为高考常见题型，涉及化学平衡的计算与影响因素、化学平衡图象、电解原理等，题目难度中等，（4）中注意利用先拐先平数值大原则与定二议一法分析图象．