一定温度下，向2L密閉容器中充入5molN2和7molH2。發生反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。...

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問題詳情：

一定温度下，向2L密閉容器中充入5molN2和7molH2。發生反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。請問答:

(1)該反應的平衡常數表達式為___________

(2)一定温度下，不能説明上述反應已達到平衡的是____________(填選項字母)。

3的生成速率和NH3的分解速率相等

b.單位時間內消耗amolN2同時生成2amolNH3

c.容器內的壓強不再變化

d.容器內的密度不再變化

e.容器內H2的體積分數不再變化

(3)當該反應達到平衡時，測得c(N2)=2.0mol/L，則該温度下反應的平衡常數K=_____。

(4)若在上述平衡條件下保持温度不變，將容器擴大到原來的兩倍，再次達到平衡時N2(g)的轉化率_______(填“增大”、“減小”或“不變")，c(NH3)____0.5mol/L (填“>”、“<”或“=”)。

【回答】

(1). K = (2). bd (3). 0.0625 L2·mol－2 (4). 減小 (5). <

【解析】

【分析】

(1)化學平衡常數K等於生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；

(2)可逆反應達到平衡狀態時，正、逆反應速率相等(同種物質)或正、逆反應速率之比等於係數之比(不同物質)，平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析；

(3)先計算各種物質的平衡濃度，帶入平衡常數表達式，可得該反應的化學平衡常數的值；

(4)利用壓強對化學平衡移動的影響分析平衡移動的方向，判斷物質的平衡轉化率及物質的平衡濃度大小。

【詳解】(1)反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化學平衡常數K=；

(2)3生成的速率與NH3分解的速率相等，表明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態，故a正確；

b.單位時間內消耗a mol N2，同時生成2a mol NH3，表示的都是正反應速率，無法判斷正、逆反應速率是否相等，b錯誤；

c.該反應是反應前後氣體體積不等的反應，反應在恆容密閉容器中進行，若壓強不再隨時間變化而變化，説明氣體總物質的量不再改變，反應達到平衡狀態，c正確；

d.容器內的密度不再變化，該反應兩邊都是氣體，氣體的質量不變，反應中容器的容積不變，根據ρ=可知，密度在反應過程中始終不變，不能作為判斷平衡狀態的依據，d錯誤；

e.容器內H2的體積分數不再變化，説明H2的物質的量不再隨時間變化而變化，此時反應達到平衡狀態，e正確；

故合理選項是bd；

(3)在2L密閉容器中進行反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，反應開始時，充入5molN2和7molH2，c(N2)=5mol÷2L=2.5mol/L，c(H2)=7mol÷2L=3.5mol/L，達到平衡時，測得c(N2)=2.0mol/L，則根據物質反應轉化關係可知△c(N2)=2.5mol/L-2.0mol/L=0.5mol/L，△c(H2)=1.5mol/L，△c(NH3)=1.0mol/L，因此平衡時各種物質的濃度：c(N2)=2.0mol/L，c(H2)=3.5mol/L-1.5mol/L=2.0mol/L，c(NH3)=1.0mol/L，所以該反應的化學平衡常數K= L2·mol-2=0.0625 L2·mol-2；