Question

氨的合成原理為：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g） ；△H= —92．4 KJ·mol^—1。現在500℃、20 MPa時，將N₂、H₂置于一個容積為2 L的密閉容器中發生反應，反應過程中各物質的物質的量變化如右圖。回答下列問題：

（1）10 min內以NH₃表示的平均反應速率               ；
（2）在10 ~20 min內：NH₃濃度變化的原因可能是                   ；

A．加了催化劑

B．縮小容器體積

C．降低溫度

D．增加NH3物質的量

（3）第1次平衡的時間范圍為：             平衡常數K₁ ="_____________"               （表達式），第2次平衡時NH₃的體積分數           ；
（4）在反應進行至25 min時， 曲線發生變化的原因：                 

Answer 1

（12分，每空2分）（1） v = 0．005 mol·L^-1 ·min^-1   （沒有單位不給分）
（2）     AB     （漏選得1分，錯選不給分）
（3）：  20~25 min        K₁ =         45．5 %
（4）   移走0．1 mol NH₃（沒有指出0.1mol的給1分）

試題分析：（1）根據圖像可知，10min時氨氣的物質的量是0.1mol，所以氨氣的反應速率是。
（2）根據圖像可知，在10 ～20 min內NH₃濃度增加，氮氣和氫氣的濃度減小，這說明反應向正反應方向進行。因為該反應是體積減小的、放熱的可逆反應，所以改變的條件可能是縮小容器體積或降低溫度，答案選BC。
（3）根據圖像可知，在20 ～25 min內各種物質的濃度不再發生變化，即反應達到平衡狀態，所以第1次平衡的時間范圍為20 ～25 min。化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以根據反應的方程式可知，該反應的平衡常數K₁＝；同樣根據圖像可知，反應進行到35min時，各種物質的濃度不再發生變化，即反應達到平衡狀態。此時氫氣、氮氣和氨氣的物質的量分別是0.075mol、0.225mol、0.25mol，所以第2次平衡時NH₃的體積分數是。
（4）根據圖像可知，在25 min時，氨氣的物質的量由0.3mol降低到0.2mol，所以改變的條件是移走了0.1molNH₃。
點評：該題是中等難度的試題，也是高考中的常見題型。試題綜合性強，側重對學生能力的培養。試題在注重基礎知識鞏固，側重對學生解題方法的指導與訓練。有利于調動學生的學習興趣和學習積極性。