Question

哈伯因发明了氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖，N₂（g）+3H₂（g）

催化

2NH₃（g）△H＜0．如图表示某温度时，向1L容器中加入1mol氮气，3mol氢气，该反应在110S内反应进行的程度：
（1）此反应在50～60s时化学平衡常数为K₁=

0．52

2.253×0.75

mol-2?L2

（列出计算式不用试算）．
（2）反应进行到60s时，改变的条件可能是

C

．
A．加入催化剂                  B．扩大容器的体积
C．升高温度                    D．减小氨气的浓度
在该条件下，氮气的化学反应速率

变大

（填“变小”、“变大”或“不变”）
（3）该反应在80S后化学平衡常数为K₂，则K₁

＞

K₂（填“＞”，“＜”或“=”），此时氮气的转化率为

20%

．
（4）若在110s后向该平衡体系中再加入1mol氨气，则再次达平衡后，氨气在平衡体系中的体积分数

变大

．（填“变小”、“变大”或“不变”）

Answer 1

分析：（1）依据图象可知50～60s时氨气的浓度不变达到平衡，氨气的平衡浓度为0.5mol/L；依据化学性质平衡的三段式列式；
（2）图象分析可知，反应进行到60s时改变条件氨气浓度减小；
A、催化剂改变反应速率，不改变平衡浓度不变；
B、题干信息可知是恒容容器；
C、反应是放热反应，升温平衡逆向进行；
D、减小氨气浓度，图象中氨气的浓度应在此时刻突然变小，不是连续减小；
（3）图象分析可知平衡后氨气的浓度80S后比50～60s时小，说明K₂＜K₁；氮气的转化率可以依据平衡生成氨气的浓度为0.4mol/L，计算消耗氮气浓度为0.2mol/L，依据转化率概念计算得到；
（4）若在110s后向该平衡体系中再加入1mol氨气，相当于与增大压强，平衡正向进行，所以氨气含量增大；

解答：解：（1）图象可知50～60s时氨气的浓度不变达到平衡，氨气的平衡浓度为0.5mol/L；
               N₂（g）+3H₂（g）

催化

2NH₃（g）
起始量（mol/L） 1       3          0
变化量（mol/L） 0.25    0.75       0.5
平衡量（mol/L）0.75     2.25       0.5
平衡常数K=

c2(NH3)

c3(H2)c(N2)

=

0．52

2.253×0.75

mol-2?L2
故答案为：

0．52

2.253×0.75

mol-2?L2；
（2）图象分析可知，反应进行到60s时改变条件氨气浓度减小；
A、催化剂改变反应速率，不改变平衡浓度不变，氨气浓度不变，故A错误；
B、题干信息可知是恒容容器，不是容器体积变化，故B错误；
C、反应是放热反应，升温平衡逆向进行，氨气浓度减小，故C正确；
D、减小氨气浓度，图象中氨气的浓度应在此时刻突然变小，不是连续减小，图象不符合浓度减小的变化，故D错误；
故选C．
升温速率增大；
故答案为：C；变大；   
（3）图象分析可知平衡后氨气的浓度80S后比50～60s时小，说明K₂＜K₁；氮气的转化率可以依据平衡生成氨气的浓度为0.4mol/L，依据化学方程式计算得到消耗氮气浓度为0.2mol/L，氮气的转化率=

0.2mol/L

1mol/L

×100%=20%
故答案为：＞；   20%；  
（4）若在110s后向该平衡体系中再加入1mol氨气，相当于与增大压强，平衡正向进行，所以氨气含量增大，
故答案为：变大；

点评：本题考查了平衡常数的分析判断，平衡影响因素的分析应用，图象分析是解题关键，题目难度中等．