Question

（12 分）T℃时，在某容积恒为2L密闭容器中充入2molN₂、4molH₂，在催化剂辅助下发生反应：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H=－92.0kJ /mol。t₀时刻，建立平衡后，测得生成NH₃的量为2mol；从t₁时刻开始，改变反应的一个条件，体系中反应速率随时间变化的情况，如下图所示。

试回答下列问题：
（1）T℃时，N₂的转化率为：___________，该反应的平衡常数K=___________。
（2）T℃时，下列能证明该反应已经建立平衡状态的是：__________________。

A．体系总压强不再改变

B．混合气体颜色不再改变

C．H2的质量百分含量不再改变

D．c(N2)与c(NH3)的比值不再改变

（3）t₁时刻，改变的外界条件是__________，平衡常数K(t₅~t₆) ______ K(t₇~t₈)（填“>、<或=”，下同）。
（4）T℃时，建立平衡后，向容器中加入2molN₂和2molNH₃，则此时 v_正 ___ v_逆。

Answer 1

（12 分，每空2分）
(1) 50 %； 16(mol?L?¹)^-2           (2) ACD         (3) 升温 ；=       (4) ＞

解析试题分析：（1）根据N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)，建立平衡后，测得生成NH₃的量为2mol，则转化的N₂为1mol，所以N₂的转化率=1mol÷2mol×100%=50%；平衡时各气体的浓度为c（N₂）=1mol÷2L=0.5mol?L?¹，c(H₂)=(4mol—3mol)÷2L=0.5mol?L?¹，c（NH₃）=2mol÷2L=1mol?L?¹，则平衡常数K=（1mol?L?¹）²÷[0.5mol?L?¹×(0.5mol?L?¹)³]=16(mol?L?¹)^-2。
（2）A、该反应前后气体的系数不相等，所以体系总压强不再改变，反应达到平衡；B、反应体系中各气体均为无色，所以混合气体颜色不再改变不能说明建立平衡；C、H₂的质量百分含量不再改变，说明反应已达到平衡；D、c(N₂)与c(NH₃)的比值不再改变，说明c(N₂)与c(NH₃)不变，反应已达到平衡。
（3）t₁时刻，正、逆反应速率都增大，逆反应速率更大，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，所以改变的条件是升温；t₆正反应速率在原来的基础上逐渐增大，则改变的条件不是温度，所以平衡常数不变，所以K(t₅~t₆) = K(t₇~t₈)。
（4）向容器中加入2molN₂和2molNH₃，c（N₂）=（1mol+2mol）÷2L=1.5mol?L?¹，c（NH₃）=（2mol+2mol）÷2L=2mol?L?¹，则浓度积=（2mol?L?¹）²÷[1.5mol?L?¹×(0.5mol?L?¹)³]=21.3(mol?L?¹)^-2 > K，平衡向正反应方向移动，所以v_正 ＞ v_逆。
考点：本题考查转化率的计算、化学平衡常数的计算及计算、化学平衡状态的判断、化学平衡移动。