Question

在恒温条件下起始时容积均为5L的甲、乙两密闭容器中(甲为恒容容器、乙为恒压容器)，均进行反应：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)   △H₂=-92.4kJ/mol ，有关数据及特定平衡状态见下表。

容器	起始投入	达平衡时
甲	2molN2	3molH2	0molNH3	1.5molNH3
乙	amolN2	bmolH2	0molNH3	1.2molNH3

(1)若平衡后同种物质的体积分数相同，起始时乙容器通入的N₂的物质的量为          ，起始时乙中的压强是甲容器的           倍，乙的平衡常数为              

(2)恒容密闭容器中可以发生氨气的分解反应，达平衡后，仅改变下表中反应条件x，下列各项中y随x的增大而增大的是            (选填序号)。

	a	b	c	d
x	温度	温度	加入H2的物质的量	加入氨气的物质的量
y	混合气体的平均相对分子质量	平衡常数K	混合气体的密度	达平衡时氨气的转化率

(3)研究在其他条件不变时，改变起始物氢气的物质的量对反应的影响，实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示物质的量)：

像中T₂和T₁的关系是：T₂         T₁(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)。

②a、b、c三点中，N₂转化率最高的是          (填字母)。

③若容器容积为1L，T₂℃在起始体系中加入1molN₂，3molH₂，经过5min反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则NH₃的反应速率为            。保持容器体积不变，若起始时向容器内放入2molN₂和6molH₂，达平衡后放出的热量为Q，则Q_________110.88kJ(填“>”、“<”或“=”)。

Answer

(1)1.6mol 0.8 107(mol/L)-2 (2) bc

(3) < b 0.24mol.L-1.min-1 >

【解析】

试题分析：(1)甲、乙两组实验中同种物质的体积分数相同，说明达到相同的平衡状态，乙容器体积V，，V=4L；根据三段式：

甲： N2+3H22NH3，

起始量 2 3 0

变化量 0.75 2.25 1.5

平衡量 1.25 0.75 1.5

乙： N2+3H22NH3，

起始量 a b 0

变化量 0.6 1.8 1.2

平衡量 a-0.6 b-1.8 1.2

，得a=1.6mol，．得b=2.4mol；

起始时乙容器中的压强是甲容器的倍数为：，

乙的平衡常数k==107(mol/L)-2；

(2)a．该反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，混合气体总物质的量增大，混合气体总质量不变，平均相对分子质量减小，故a错误；b．平衡常数只与温度有关，温度改变平衡常数改变，升高温度平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，故b正确；c．加入氢气，混合气体质量增大、但容器体积不变，混合气体密度增大，故c正确；d．加入氨气，平衡向正反应方向移动，但其转化率减小，故d错误，故答案为bc；

(3)①为反应为放热反应，温度升高化学平衡向着吸热方向进行，从T1到T2生成物氨气的量增加，平衡正移，故T2＜T1；

②b点代表平衡状态，c点又加入了氢气，故平衡向右移动，氮气的转化率增大；

③化学平衡三段式计算列式计算，

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始量(mol)1 3 0

变化量(mol)0.6 3×60% 1.2

平衡量(mol)0.4 1.2 1.2

反应速率v==0.24mol·L-1·min-1；此时反应放出热量=92.4kJ/mol×1.8/3=55.44KJ，结合平衡计算H2的转化率为60%时放出的热量，若起始时向容器内放入2mol N2和6mol H2，相当于增大压强平衡正向进行，反应是可逆反应不能进行彻底，放出热量小于2×92.4kJ/mol=184.8KJ，大于H2的转化率为60%时放出的热量的2倍，即热量＞55.44KJ×2=110.88kJ。

考点：考查影响化学反应速率的计算、外界条件对平衡的影响和化学平衡常数的书写。