Question

【题目】工业合成氨反应为Nz(g)+3H2(g) 2NH3(g)，对其研究如下:在773 K时，分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1L 的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表;

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表示的反应速率为________

(2) 该温度下，此反应的平衡常数K=__________

(3) 该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1，则此时v正_______v逆(填“>”、“<”或“=”)。

(4) 该温度下，在上述平衡体系中再通入2molNH3，一段时间后，达到新的平衡。此时c(H2)____ 4.5mo1/L(填“>”、“<”或“=”)。

(5) 由上表中的实验数据计算得到“浓度-时间”的关系可用右图中的曲线表示，表示c(N2)-t的曲线是______。在此温度下，若起始充入4 mol Nz 和12 mol Hz,则反应刚达到平衡时，表示c(H2)-t的曲线上相应的点为_______。

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中生成氨气是1.6mol，消耗氮气是0.8mol，浓度是0.8mol/L，则用N2表示的反应速率为0.8mol/L÷10min＝0.08mol·L-1·min-1；(2)平衡时生成氨气是2mol，消耗氮气是1mol，剩余氮气是1mol，因此该温度下，此反应的平衡常数K=；(3)该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1，则此时浓度熵是＜4/9，平衡向正反应方向进行，则v正>v逆。(4)如果平衡时氢气是4.5mo1/L，则又消耗氨气是1mol/L，氨气浓度是3mol/L，氮气的浓度是2.5mol/L，此时＜4/9，所以平衡时氢气的浓度必须小于4.5mo1/L；(5)由反应方程式可知变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，而△n甲：△n乙：△n丙=3：1：2，所以表示c(N2)～t的曲线是乙；在此温度下，若起始充入4molN2和12molH2，相当于在原来基础上增加压强，平衡正向移动，所以比原平衡的两倍小，而且达平衡的时间缩短，则应是点B。