問題詳情:
工業合成氨反應爲N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),對其研究如下:在773 K時,分別將2 mol N2和6 mol H2充入一個固定容積爲1L 的密閉容器中,隨着反應的進行,氣體混合物中n(H2)、n(NH3)與反應時間t的關係如下表;
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
n(H2)/mol | 6.00 | 4.50 | 3.60 | 3.30 | 3.03 | 3.00 | 3.00 |
n(NH3)/mol | 0 | 1.00 | 1.60 | 1.80 | 1.98 | 2.00 | 2.00 |
(1) 前10min 中利用N2表示的反應速率爲________
(2) 該溫度下,此反應的平衡常數K=__________
(3)該溫度下,若向同容積的另一容器中投入的N2、H2、NH3的濃度分別爲
3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1,則此時v逆_______v正(填“>”、“<”或“=”)。
(4) 該溫度下,在上述平衡體系中再通入2molNH3,一段時間後,達到新的平衡。此時c(H2)____ 4.5mo1/L(填“>”、“<”或“=”)。
(5)由上表中的實驗數據計算得到“濃度-時間”的關係可用下圖中的曲線表示,表示c(N2)-t的曲線是______。在此溫度下,若起始充入4 mol N2 和12 mol H2,則反應剛達到平衡時,表示c(H2)-t的曲線上相應的點爲_______。
【回答】
(1)V(N2)=0.08mol·L-1·min-1 (2) (3) <
(4)< (5)乙 (6)B
【解析】(1)前10min中生成氨氣是1.6mol,消耗氮氣是0.8mol,濃度是0.8mol/L,則用N2表示的反應速率爲0.8mol/L÷10min=0.08mol·L-1·min-1;(2)平衡時生成氨氣是2mol,消耗氮氣是1mol,剩餘氮氣是1mol,因此該溫度下,此反應的平衡常數K=;(3)該溫度下,若向同容積的另一容器中投入的N2、H2、NH3的濃度分別爲3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1,則此時濃度熵是<4/27,平衡向正反應方向進行,則v正>v逆。(4)如果平衡時*氣是4.5mo1/L,則又消耗氨氣是1mol/L,氨氣濃度是3mol/L,氮氣的濃度是2.5mol/L,此時<4/27,所以平衡時*氣的濃度必須小於4.5mo1/L;(5)由反應方程式可知變化量之比等於對應物質的化學計量數之比,而△n*:△n乙:△n*=3:1:2,所以表示c(N2)~t的曲線是乙;在此溫度下,若起始充入4molN2和12molH2,相當於在原來基礎上增加壓強,平衡正向移動,所以比原平衡的兩倍小,而且達平衡的時間縮短,則應是點B.
知識點:化學平衡單元測試
題型:綜合題