Question

4．氨是重要的氮肥，合成原理为：N₂（g）+3H₂（g） $?_{催化剂}^{高温、高压}$ 2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol．回答下列问题：
（1）写出平衡常数K的表达式$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）．{c}^{3}（{H}_{2}）}$，如果降低温度，该反应K值增大，化学反应速率减小，N₂的转化率增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）在500℃、20MPa时，将N₂、H₂置于一个容积为2L的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量变化如图所示，回答下列问题：
①10min内以NH₃表示的平均反应速率：0.005mol/（L．min）．
②在10～20min内，NH₃浓度变化的原因可能是B
A．加了催化剂       B．缩小容器体积
C．降低温度          D．增加NH₃物质的量
③第1次达到平衡的时间为：10min，第2次达到平衡的时间为：20min；
④在反应进行至25min时，曲线发生变化的原因C
A．缩小容器体积 B．降低温度 C．分离了部分NH₃
达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K₂等于K₁，
（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，降低温度平衡正向移动，化学反应速率减小；
（2）①10min内以v（NH₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
②在10～20min内，根据图知，改变条件时各物质浓度不变且平衡正向移动；
③反应达到平衡状态时各物质的物质的量不变，相同时间内改变的物质的量增大，说明反应速率增大；
④在反应进行至25min时，氨气物质的量减小、氮气和氢气物质的量不变；
该反应中温度越高，化学平衡常数越小．

解答 解：（1）化学平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）．{c}^{3}（{H}_{2}）}$；该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，降低温度平衡正向移动，化学平衡常数增大，降低温度活化分子百分数减小导致化学反应速率减小，氮气转化率增大，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）．{c}^{3}（{H}_{2}）}$；增大；减小；增大；
（2）①10min内以v（NH₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.10-0}{2}}{10}$ mol/（L．min）=0.005mol/（L．min），
故答案为：0.005mol/（L．min）；
②在10～20min内，根据图知，改变条件时各物质浓度不变且平衡正向移动，相同时间内改变的物质的量增大，说明反应速率增大，则改变的条件是缩小容器体积，故选B；
③反应达到平衡状态时各物质的物质的量不变，根据图知，第一次达到平衡时间为10min，第二次达到平衡时间为20min，
故答案为：10min；20min；
④在反应进行至25min时，氨气物质的量减小、氮气和氢气物质的量不变，所以改变条件是分离出部分氨气；
该反应中温度越高，化学平衡常数越小，温度相同则化学平衡常数相等，所以达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K₂等于K₁，故答案为：C；等于．

点评 本题考查化学平衡计算、外界条件对化学平衡影响移动，侧重考查学生图象分析判断及计算能力，为高频考点，会根据曲线变化特点、变化趋势与外界条件关系判断改变条件，题目难度不大．