Question

1．在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气与氢气进行如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=a kJ•mol^-1，其化学平衡常数K与温度的关系如下．

温度/℃	200	300	400
K	1.0	0.86	0.5

请回答下列问题．
（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$，a小于（填“大于”、“小于”或“等于”）0．
（2）400℃时，2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）的化学平衡常数为2，测得氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时，该反应的v_正（N₂）大于（填“大于”、“小于”或“等于”）v_逆（N₂），反应需向正方向进行才能达到新的平衡．

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；
由表中数据可知，随温度升高平衡常数减小，说明升高温度N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g平衡逆向移动，则正反应为放热反应；
（2）400℃时，2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）与N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常数互为倒数关系；
计算此时浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行．

解答 解：（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$，由表中数据可知，随温度升高平衡常数减小，说明升高温度N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故a＜0，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；小于；
（2）400℃时，2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）与N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常数互为倒数关系，故400℃时，2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）的平衡常数为$\frac{1}{0.5}$=2，
此时浓度商Qc=$\frac{\frac{2}{0.5}×（\frac{1}{0.5}）^{3}}{（\frac{3}{0.5}）^{2}}$=0.89＜K=2，反应向正反应进行，v_正（N₂）＞v_逆（N₂），
故答案为：2；大于；正．

点评 本题考查化学平衡计算，涉及平衡常数及其应用，注意平衡常数只受温度影响，平衡常数及其单位与化学计量数有关．