Question

【題目】工業(yè)合成氨反應(yīng)為Nz(g)+3H2(g) 2NH3(g)，對(duì)其研究如下:在773 K時(shí)，分別將2 mol N2和6 mol H2充入一個(gè)固定容積為1L 的密閉容器中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體混合物中n(H2)、n(NH3)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表;

t/min	0	5	10	15	20	25	30
n（H2）/mol	6.00	4.50	3.60	3.30	3.03	3.00	3.00
n（NH3）/mol	0	1.00	1.60	1.80	1.98	2.00	2.00

(1) 前10min 中利用N2表示的反應(yīng)速率為________

(2) 該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________

(3) 該溫度下，若向同容積的另一容器中投入的N2、H2、NH3的濃度分別為3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1，則此時(shí)v正_______v逆(填“>”、“<”或“=”)。

(4) 該溫度下，在上述平衡體系中再通入2molNH3，一段時(shí)間后，達(dá)到新的平衡。此時(shí)c(H2)____ 4.5mo1/L(填“>”、“<”或“=”)。

(5) 由上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到“濃度-時(shí)間”的關(guān)系可用右圖中的曲線表示，表示c(N2)-t的曲線是______。在此溫度下，若起始充入4 mol Nz 和12 mol Hz,則反應(yīng)剛達(dá)到平衡時(shí)，表示c(H2)-t的曲線上相應(yīng)的點(diǎn)為_______。

Answer 1

【答案】 V(N2)=0.08mol·L-1·min-1 K=4/27(mol/L)-2 > < 乙 B

【解析】(1)前10min中生成氨氣是1.6mol，消耗氮?dú)馐?/span>0.8mol，濃度是0.8mol/L，則用N2表示的反應(yīng)速率為0.8mol/L÷10min＝0.08mol·L-1·min-1；(2)平衡時(shí)生成氨氣是2mol，消耗氮?dú)馐?/span>1mol，剩余氮?dú)馐?/span>1mol，因此該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=；(3)該溫度下，若向同容積的另一容器中投入的N2、H2、NH3的濃度分別為3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1，則此時(shí)濃度熵是＜4/9，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則v正>v逆。(4)如果平衡時(shí)氫氣是4.5mo1/L，則又消耗氨氣是1mol/L，氨氣濃度是3mol/L，氮?dú)獾臐舛仁?/span>2.5mol/L，此時(shí)＜4/9，所以平衡時(shí)氫氣的濃度必須小于4.5mo1/L；(5)由反應(yīng)方程式可知變化量之比等于對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，而△n甲：△n乙：△n丙=3：1：2，所以表示c(N2)～t的曲線是乙；在此溫度下，若起始充入4molN2和12molH2，相當(dāng)于在原來基礎(chǔ)上增加壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以比原平衡的兩倍小，而且達(dá)平衡的時(shí)間縮短，則應(yīng)是點(diǎn)B。