Question

11．在一定條件下，將1.00molN₂（g）與3.00molH₂（g）混合于一個1.0L密閉容器中，發(fā)生反應為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=a kJ/mol，在不同溫度下達到平衡時NH₃（g）的平衡濃度如圖所示．其中溫度為T₁時平衡混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為33.3%．
①上述反應中的a＜0．（填“＞”、“＜”或“=”）
②該反應在T₁溫度下5.00min達到平衡，此時N₂的轉化率為50%．
③在T₁溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K₁=0.593．

Answer 1

分析 ①由圖可知，溫度越高，平衡時NH₃的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，而升高溫度平衡向吸熱反應移動，據此分析；
②將1.00molN₂（g）與3.00molH₂（g）混合于一個1.0L密閉容器中，溫度為T₁時平衡混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為33.3%，則：
                 N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始（mol）：1         3                0
變化（mol）：n        3n               2n
平衡（mol）：1-n    3-3n             2n
所以$\frac{2n}{4-2n}$=33.3%，解得n=0.5
根據N₂的轉化率=$\frac{消耗的氮氣物質的量}{氮氣起始物質的量}$×100%；
③根據K₁=$\frac{c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}{c（N{\;}_{2}）×c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}$計算平衡常數(shù)；

解答 解：①由圖可知，溫度越高，平衡時NH₃的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，而升高溫度平衡向吸熱反應移動，故正反應為放熱反應，則a＜0，
故答案為：＜；
②將1.00molN₂（g）與3.00molH₂（g）混合于一個10.0L密閉容器中，溫度為T₁時平衡混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為25.0%，則：
 N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始（mol）：1 3 0
變化（mol）：n 3n 2n
平衡（mol）：1-n 3-3n 2n
所以$\frac{2n}{4-2n}$=33.3%，解得n=0.5
根據N₂的轉化率=$\frac{消耗的氮氣物質的量}{氮氣起始物質的量}$×100%=$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%，
故答案為：50%；
③T₁溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K₁=$\frac{c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}{c（N{\;}_{2}）×c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}$=$\frac{1{\;}^{2}}{0.5×1.5{\;}^{3}}$≈0.593，
故答案為：0.593；

點評 本題考查化學平衡的判斷、平衡常數(shù)計算及應用，難度中等，注意理解三組量法解平衡計算的應用．