Question

在一定溫度下，向一2L固定容積的密閉容器中通入20molN₂和60molH₂，經過5分鐘后，N₂的濃度是5mol∕L，又過了5分鐘 N₂、H₂、NH₃的濃度不再變化，此時NH₃的濃度是14mol∕L，達到平衡后共放出QKJ的熱量，試完成下列問題：
（1）前5分鐘用H₂表示的化學反應速率

 

（2）反應達到平衡后N₂的轉化率

 

；
（3）表示該溫度下合成氨的化學平衡常數的表達式為

 

（4）若平衡后再增大壓強，化學平衡向

 

方向移動（填“正”“逆”“不”）；
（5）該溫度下反應的熱化學方程式為

 

（用含Q的式子表示）；
（6）在該溫度下，向另一2L固定容積的密閉容器中通入N₂ 5mol、H₂15mol、NH₃30mol，反應達到平衡后H₂的濃度是

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：根據題意，得到：
             N₂+3H₂?2NH₃
初始濃度：10  30   0 
5min時濃度：5   15   10
5min變化濃度：5   15   10
10min平衡濃度：3   9    14
10min內的變化濃度：7  21   14
（1）根據化學反應速率為v=

△c

△t

來計算；
（2）根據轉化率是變化量和初始量的比值來計算；
（3）K等于各個生成物平衡濃度系數次冪之積和各個反應物平衡濃度系數次冪之積的比值；
（4）增大壓強，化學平衡向氣體體積減小的方向進行；
（5）根據熱化學方程式的意義，以及方程式的系數和焓變的關系來回答；
（6）根據等效平衡的含義來回答．

解答： 解：根據題意，得到：N₂+3H₂?2NH₃
初始濃度：10  30   0 
5min時濃度：5   15   10
5min變化濃度：5   15   10
10min平衡濃度：3   9    14
10min內的變化濃度：7  21   14
（1）前5分鐘用V（H₂）表示的化學反應速率為v=

△c

△t

=

15mol/L

5min

=3mol∕（L?min），故答案為：3mol∕（L?min）；
（2）反應達到平衡后，N₂的轉化率=

7

10

×100%=70%，故答案為：70%；
（3）該溫度下合成氨的化學平衡常數的表達式為K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

，故答案為：K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

；
（4）若平衡后再增大壓強，化學平衡向氣體體積減小的方向進行，即正向進行，故答案為：正；
（5）根據熱化學方程式的意義：當生成NH₃的濃度是14mol∕L，即氨氣的物質的量是28mol，放出QkJ的熱量，則當生成氨氣的物質的量是2mol，放出QkJ的熱量為

Q

14

kJ，所以，N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-

Q

14

kJ?mol^-1，故答案為：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-

Q

14

kJ?mol^-1；
（6）在該溫度下，向另一2L固定容積的密閉容器中通入N₂ 5mol、H₂15mol、NH₃30mol，建立的平衡和上述平衡是等效的，所以反應達到平衡后H₂的濃度是3mol/L，故答案為：3 mol∕L．

點評：本題綜合考查學生化學平衡以及反應速率的計算以及熱化學方程式的意義等知識，屬于綜合知識的考查，注意知識的歸納和梳理是關鍵，難度不大．