Question

（12分）在一容積為2 L的密閉容器中，加入0.2 mol的N₂和0.6 mol的H₂，在一定條件下發生反應：N₂(g)＋3H₂(g)  2NH₃(g)　ΔH＜0 。反應中NH₃的物質的量濃度的變化情況如下圖所示，請回答下列問題：

（1）根據上圖，計算從反應開始到平衡時，氫氣的平均反應速率v(H₂)為______________。
（2）該反應達到平衡時N₂的轉化率_________________。
（3）反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應溫度，則NH₃的物質的量濃度不可能為____________。(填序號)
a．0.20 mol·L^－1 b．0.12 mol·L^{－1 c}．0.10 mol·L^－1  d．0.08 mol·L^－1
（4）請寫出該反應的平衡常數表達式_________，若該反應在298K、398K時的化學平衡常數分別為K₁、K₂，則K₁   K₂（填“＞”、“="”" 或 “＜” ）。
（5）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡(此時NH₃的濃度約為0.25 mol·L^－1)，請在上圖中畫出第5分鐘末到此平衡時NH₃濃度的變化曲線。

Answer 1

（1）0.0375 mol·L^－1·min^－1
（2）50%
（3）a、c
（4） >
（5）

解析試題分析：（1）根據v（H₂）= c（NH₃）進行計算，v（H₂）= c（NH₃）==0.0375 mol·L^－1·min^－1
（2）根據氨氣的濃度求出生成氨氣的物質的量為0.2mol，則反應的氮氣為0.1mol，轉化率為50%；
（3）該反應為可逆反應，反應物不可能完全轉化，則NH₃的物質的量濃度不可能為0.2mol/L，溫度改變平衡一定發生移動，則NH₃的物質的量濃度不可能為0.1mol/L，故答案為：a、c；
（4）平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，；因為該反應是放熱反應，溫度越高，K值越小，K₁>K₂。
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，氨氣的濃度為原來的一倍，壓強增大平衡向正方向移動，氨氣的濃度逐漸增大，到8min時達到平衡，濃度約為0.25mol/L，如圖

考點：化學平衡常數的含義；反應速率的定量表示方法；化學平衡的影響因素；化學平衡狀態的判斷。
點評：本題考查化學平衡移動問題，涉及平衡常數、反應速率、平衡標志以及平衡圖象等問題，題目難度中等，注意方法性問題的積累。