Question

氨氣是重要化工產品之一。傳統的工業合成氨技術的反應原理是：
N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g） ΔH＝－92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa時，將N₂、H₂置于一個固定容積的密閉容器中發生反應，反應過程中各種物質的量濃度變化如圖所示，回答下列問題：

（1）計算反應在第一次平衡時的平衡常數K＝           。（保留二位小數）
（2）產物NH₃在5～10 min、25～30min和45～50 min時平均反應速率（平均反應速率分別以v₁、v₂、v₃表示）從大到小排列次序為                      。
（3）H₂在三次平衡階段的平衡轉化率分別以α₁、α₂、α₃表示，其中最小的是     。
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移動的方向是____________，采取的措施是____________
（5）請在下圖中用實線表示25～60min 各階段化學平衡常數K的變化圖像。

K

 

Answer 1

(1)0.15(2分)           (2) v₁>v₂>v₃ （2分）        (3) α₃   （2分）  
(4)正反應方向移動（1分）     移走生成物NH₃（1分）
（5）（2分）

解析試題分析：⑴；⑵化學反應速率是用單位時間內反應物或生成物濃度的變化量來表示的，5～10 min、25～30min和45～50 min，這三段時間間隔是相同的，只要比較他們的濃度變化就可以，從圖上可以看出，這三段時間變化的大小分別為：v₁>v₂>v₃；⑶轉化率就是反應掉的物質的量或者濃度與原來的物質的量或者濃度的比，從圖中數據變化可知變化最小的是α₃；⑷從圖中可以看出，由第一次平衡到第二次平衡，反應物的濃度減小，肯定是正向移動，但是氨的濃度從零開始，表明采取的措施是移走生成物NH₃。⑸25～45min，溫度沒有變化，而平衡常數是只隨溫度的改變而改變的。因此在這一范圍內，K值不變；45～60min，平衡繼續正向移動，在45分鐘這個時間，各物質的濃度沒有發生變化，因些平衡移動與濃度和壓強變化無關，只能是降低了溫度而引起的平衡移動。因為溫度發生了變化，因此平衡常數也發生還應的改變，使得K值增大。
考點：考查化學反應速率與化學平衡的移動。