Question

18．某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）反应的影响．实验结果如图所示：（图中T表示温度，n表示物质的量）
①比较在a、b、c三点N₂的转化率最高的是c（填字母）．
②在起始体系中加入N₂的物质的量为$\frac{n}{3}$mol时，反应后氨的百分含量最大，若容器容积为1L，n=3mol反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则此条件下（T₂），反应的平衡常数K=2.08．（保留3位有效数字）

Answer 1

分析 ①增加氢气的物质的量化学平衡向着正反应方向移动；
②当反应物的物质的量之比为等于化学计量数之比时，达平衡状态时生成物的百分含量最大；化学平衡状态是反应物的转化率最大、生成物的产率最大；先求出各自的平衡浓度，然后根据化学平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）．c（{N}_{2}）}$计算．

解答 解：①氢气的物质的量越多，化学平衡越向正反应方向移动，氮气的转化率越大，a、b、c点氢气物质的量大小顺序是a＜b＜c，所以氮气转化率大小顺序是c＞b＞a，故答案为：c；
②当氮气和氢气的物质的量之比为1：3时达平衡状态时氨的百分含量最大，平衡点时产物的产率最大，据图示，当平衡时氢气的物质的量为n，故加入N₂的物质的量为$\frac{n}{3}$，当n=3mol反应达到平衡时H₂的转化率为60%，故起始氮气浓度为1，mol/l，变化的氢气浓度为1.8mol/l，变化的氮气浓度为0.6mol/l，平衡时氮气、氢气、氨气的浓度分别是0.4mol/l、1.2mol/l、1.2mol/l，化学平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）．c（{N}_{2}）}$=$\frac{1．{2}^{2}}{0.4×1．{2}^{3}}$=2.08，
故答案为：$\frac{n}{3}$；2.08．

点评 本题考查化学平衡计算、外界条件对化学平衡移动影响，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，注意：当反应物的物质的量之比等于计量数之比时反应物的转化率相同、产物的含量最大，题目难度不大．