Question

在一定條件下，合成塔中氮氣和氫氣的起始濃度分別為a mol?L^-1和b mol?L^-1，反應為：N₂+3H₂→2NH₃，氨氣的濃度隨時間變化如圖1所示．

（1）反應到5min時，氫氣反應速率______．
（2）在10min時采取的措施是______，A的平衡常數為______，點A的平衡常數K______（填“＜”、“＞”或“=”）B點的平衡常數．
（3）若合成塔內生成17g氨氣放出45.5kJ熱量，在圖2坐標上畫出該合成氨反應過程中能量隨時間的變化示意圖．
（4）-50°C時，液氨存在如下電離：2NH₃?NH₄⁺+NH^-₂，k=2×10^-2，液氨的電離達到平衡時，各微粒的濃度大小關系為______，加入NH₄Cl固體，K______2×10^-12（填“＜”、“＞”或“=”）

Answer 1

【答案】分析：（1）由反應速率為單位時間內濃度的變化量來計算氨氣的反應速率，再利用反應速率之比等于化學計量數之比計算氫氣的反應速率；
（2）由圖可知10min時氨氣的濃度瞬間減小，平衡常數為生成物濃度冪之比與反應物濃度冪之比的比，溫度不變，則化學平衡K不變；
（3）生成17g氨氣放出46.6kJ熱量，即生成1molNH₃放出熱量46.6kJ，反應物的能量高，生成物的能量低；
（4）電離的程度不大，由電離方程式可知，c（NH⁺₄）=c（NH^-₂），溫度不變，電離平衡常數不變．
解答：解：（1）5min時氨氣的濃度為4mol/L，則氨氣的反應速率為=0.8mol?L^-1?min^-1，
由反應速率之比等于化學計量數之比可知，氫氣的反應速率為0.8mol?L^-1?min^-1×=1.2mol?L^-1?min^-1，
故答案為：1.2mol?L^-1?min^-1；
（2）由圖可知10min時氨氣的濃度瞬間減小，則采取的措施為移去部分氨氣，
 由N₂+3H₂→2NH₃，
開始a   b    0
轉化2    6    4
平衡a-2  b-6  4
則K=，
因A和B點的溫度相對，則化學平衡常數K相等，故答案為：移去部分氨氣；；=；
（3）由題意可知生成1molNH₃放出熱量46.6kJ，反應物的能量高，生成物的能量低，如圖，
故答案為：；
（4）因電離的程度不大，由電離方程式可知，c（NH⁺₄）=c（NH^-₂），則c（NH₃）＞c（NH⁺₄）=c（NH^-₂），又溫度不變，電離平衡常數K不變，
故答案為：c（NH₃）＞c（NH⁺₄）=c（NH^-₂）；=．
點評：本題考查化學反應速率、化學平衡移動、平衡常數、電離等知識，明確圖象及圖象的分析是解答本題的關鍵，難度較大．