Question

500℃時(shí)，將H₂和N₂置于一容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)．反應(yīng)過(guò)程中H₂、N₂和NH₃物質(zhì)的量變化如圖所示，分析圖象完成下列填空：
（1）0-10分鐘，N₂的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_____mol?L^-1?min^-1，0-10分鐘與10到20分鐘兩個(gè)時(shí)間段中，N₂的反應(yīng)速率之比為_(kāi)_____．反應(yīng)在第10min可能改變的條件是______，運(yùn)用圖象信息說(shuō)明該條件不是升溫的原因是______．
（2）計(jì)算500℃時(shí)，反應(yīng)N₂+3H₂  2NH₃的平衡常數(shù)K的數(shù)值為_(kāi)_____．保持溫度不變，反應(yīng)進(jìn)行至25min時(shí)，抽去0.1mol氨，此時(shí)平衡常數(shù)K將______（填“增大”或“減小”或“不變”）．保持體積不變，達(dá)到新平衡后的正反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率比原平衡狀態(tài)______（填“大”或“小”或“不變”）．
（3）在圖中畫(huà)出25min-40min時(shí)間段內(nèi)N₂的物質(zhì)的量的變化圖象．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)v=計(jì)算0-10分鐘內(nèi)v（N₂）；利用速率之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算；由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增快，且10min時(shí)是連續(xù)的，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說(shuō)明為使用催化劑．
（2）平衡常數(shù)k=，根據(jù)圖求出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量濃度，代入計(jì)算；平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變；抽去0.1mol氨，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，使氨氣的濃度增加，增加是降低氨氣的濃度降低趨勢(shì)，平衡時(shí)氨氣的濃度仍比原平衡低，氮?dú)�、氫氣的濃度也降低，所以反�?yīng)速率比原平衡�。�
（3）抽去0.1mol氨，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，根據(jù)平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量變化量△n（H₂）計(jì)算出達(dá)新平衡時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量變化量△n（N₂），進(jìn)而計(jì)算氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，由此作圖．
解答：解：（1）、10分鐘內(nèi)以N₂表示的平均反應(yīng)速率v（N₂）===0.0025mol?L^-1?min^-1；
由圖可知，0-10分鐘內(nèi)△n（N₂）=0.025mol×2=0.05mol；10-20分鐘內(nèi)△n′（N₂）=0.025mol×4=0.1mol，速率之比等于物質(zhì)的量之比，所以，0-10分鐘與10到20分鐘兩個(gè)時(shí)間段中，N₂的反應(yīng)速率之比為0.05mol：0.1mol=1：2；
由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增快，且10min時(shí)變化是連續(xù)的，20min達(dá)平衡時(shí)，△n′（N₂）=0.025mol×4=0.1mol，
△n（H₂）=0.025mol×12=0.3mol，△n（NH₃）=0.025mol×8=0.2mol，物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說(shuō)明10min可能改變的條件是使用催化劑，而不是升高溫度．
故答案為：0.0025mol?L^-1?min^-1；1：2；加入催化劑；10min時(shí)變化是連續(xù)的，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同
（2）由圖象可知，20min達(dá)平衡時(shí)，n（N₂）=0.025mol×10=0.25mol，n（H₂）=0.025mol×6=0.15mol，n（NH₃）=0.025mol×12=0.3mol，所以平衡常數(shù)k===426.7；
平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，所以抽去0.1mol氨，此時(shí)平衡常數(shù)K將不變數(shù)值為426.7；
抽去0.1mol氨，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，使氨氣的濃度增加，增加是降低氨氣的濃度降低趨勢(shì)，平衡時(shí)氨氣的濃度仍比原平衡低，氮?dú)�、氫氣的濃度也降低，所以反�?yīng)速率比原平衡�。�
故答案為：426.9；不變；小
（3）由圖可知，35min達(dá)平衡后△n（H₂）=0.025mol×3=0.075mol，物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以△n（N₂）=△n（H₂）=×0.075mol=0.025mol，故圖象為

故答案為：

點(diǎn)評(píng)：考查反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、平衡移動(dòng)及讀圖、作圖能力，難度中等．易錯(cuò)點(diǎn)為作圖要注意平衡時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，不能僅比原平衡少．