Question

哈伯因發明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學獎。現將氫氣和氮氣充入某密閉容器中，在一定條件下反應的有關數據為：

項目	H2	N2	NH3
起始時	5 mol·L－1	3 mol·L－1	0
2 s末	2 mol·L－1

 
(1)氫氣和氮氣反應生成氨氣(在2 s內)的反應速率v(H₂)＝__________。若此時已達平衡，則可求得平衡常數為__________。
(2)下圖表示合成NH₃反應在時間t₀→t₆中反應速率與反應過程曲線圖，則在下列達到化學平衡的時間段中，化學平衡常數最大的一段時間是__________。
①t₀→t₁　②t₂→t₃　③t₃→t₄　④t₅→t₆

若t₁時改變的條件是升高溫度，則說明合成NH₃反應的焓變ΔH________0(填“大于”或“小于”)。

Answer 1

(1)1.5 mol·L^－1·s^－1　0.25　(2)①　小于

(1)根據合成氨反應3H₂(g)＋N₂(g)2NH₃(g)和表中數據，計算得v(H₂)＝1.5 mol·L^－1·s^－1，達到平衡時各物質的濃度分別為n(H₂)＝2 mol·L^－1，n(N₂)＝2 mol·L^－1，n(NH₃)＝2 mol·L^－1，即可求出平衡常數為0.25。
(2)由圖可知，從t₁開始是化學反應速率增大，而逆反應速率大于正反應速率，說明平衡向左移動，化學平衡常數減小；從t₃開始是反應速率增大，平衡不移動，平衡常數相等；從t₄開始是化學反應速率減少，而逆反應速率減小的少，大于正反應速率，平衡向左移動，平衡常數減小，故化學平衡常數最大的一段是t₀～t₁。
升高溫度，平衡向左移動，故正向是放熱反應ΔH<0。