Question

【题目】氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化方程式如下：

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol

（1）当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量)，反应速率与时间的关系如下图所示。

图中t1时引起平衡移动的条件可能是 ，其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是 ，若t0-t1，t1-t3，t3-t5这三段平衡常数分别用K1，K2，K3表示，那么K1，K2，K3的大小关系是____________。

（2）若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡 移动（填“向左”、“ 向右”或“不”）；使用催化剂反应的ΔH （填“增大”、“减小”或“不改变”）。

（3）温度为T ℃时，将2a mol H2和 a mol N2放入0.5 L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%。则反应的平衡常数为____________。

Answer 1

【答案】

（1）增大压强；t2－t3 ；K3<K1=K2 （5分）

（2）向左；不改变（3） （5分）

【解析】（1）N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol，反应是放热反应，反应前后气体体积减小，依据反应速率与时间的关系图象分析，t1时正逆反应速率都增大，平衡正向移动，引起平衡移动的条件可能是增大压强；t3时是升高温度，正逆反应速率都增大，平衡逆向移动，NH3的含量减少；t5时是加入催化剂，正逆反应速率不变，NH3的含量不变，所以平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2－t3；平衡常数随温度变化，升高温度平衡左移，平衡常数减小，那么K1，K2，K3的大小关系是：K1=K2＞K3；

（2）若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，为保持恒压，体积增大，平衡向逆向进行；催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，反应焓变不变；

（3）温度为T℃时，将2a mol H2和 a mol N2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%。则反应的平衡常数可以列出三段式计算平衡浓度，依据平衡常数概念计算：

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

开始 2amol/L 4amol/L 0

反应 amol/L 3amol/L 2amol/L

平衡 amol/L amol/L 2amol/L

所以化学平衡常数K==（mol/L）-2；