氨气在工业上有广泛用途．请回答以下问题：（1）工业上利用N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H<0合成氨，某小组为了探究外界条件对该反应的影响，以c0mol/LH2参加合成氨反应，在a、b两种条

Question

氨气在工业上有广泛用途．请回答以下问题：
（1）工业上利用N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H<0合成氨，某小组为了探究外界条件对该反应的影响，以c₀mol/L H₂参加合成氨反应，在a、b两种条件下分别达到平衡，如图A．
①相对a而言，b可能改变的条件是___，判断的理由是___．
②a条件下，0～t₀的平均反应速率v（N₂）=___mol•L^-1•min^-1．
（2）有人利用NH₃和NO₂构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放减少环境污染，又能充分利用化学能进行粗铝的精炼，如图B所示，e极为精铝．
a极通入___气体（填化学式），判断的理由是___
（3）某小组往一恒温恒压容器充入9mol N₂和23mol H₂模拟合成氨反应，图C为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强（p）的关系图．若体系在T₂、60MPa下达到平衡．
①能判断N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）达到平衡的是___（填序号）．
a．容器内压强不再发生变化    b．混合气体的密度不再发生变化
c．v_正（N₂）=3v_逆（H₂）       d．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②若T₁、T₂、T₃温度下的平衡常数分别为K₁、K₂、K₃，则K₁、K₂、K₃由大到小的排序为___．
③此时N₂的平衡分压为___MPa．（分压=总压×物质的量分数）
计算出此时的平衡常数Kp=___．（用平衡分压代替平衡浓度计算，结果保留2位有效数字并带上单位）

Answer 1

（1）①a、b氢气起始浓度相同，b到达平衡的时间缩短，说明反应速率增大，平衡时氢气的浓度减小，说明平衡正向移动，所以改变的条件是增大c（N₂），
故答案为：增大c（N₂）；a、b起始浓度相同，b到达平衡的时间缩短且氢气的转化率增大；
②a条件下，0～t₀的平均反应速率v（N₂）=(1)/(3) v（H₂）=(1)/(3)×(△c)/(△t)=(1)/(3)×((c0-c1)mol/L)/(100t0min)=(c0-c1)/(300t0)mol/（L．min），
故答案为：(c0-c1)/(300t0)；
（2）根据图知，e为精铝，为电解池阴极，d为阳极，所以通入a的电极是正极、通入b的电极是负极，原电池中NH₃和NO₂构成原电池，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，原电池中二氧化氮得电子生成氮气，氨气失电子生成氮气，所以a电极上通入的是NO₂，
故答案为：NO₂；e为精铝，发生还原反应，所以d极发生氧化反应，则a极为正极，正极上二氧化氮得电子生成氮气；
（3）①a．该反应是恒压，所以无论反应是否达到平衡状态压强都不变，所以不能据此判断平衡状态，故a错误；
 b．反应前后气体总质量不变但容器体积改变，所以混合气体的密度改变，当混合气体密度不变时该反应达到平衡状态，故b正确；
c．3v_正（N₂）=v_逆（H₂）时该反应达到平衡状态，当v_正（N₂）=3v_逆（H₂）时该反应没有达到平衡状态，故c错误；       
d．反应前后混合气体质量不变，但气体总物质的量减小，所以混合气体相对分子质量增加，当混合气体的平均相对分子质量不再发生变化时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故d正确；
故选bd；
  ②相同压强下，升高温度平衡逆向移动，氨气的体积分数减小，根据图知，温度T₁<T₂<T₃，温度越高化学平衡常数越小，所以化学平衡常数K₁>K₂>K₃，
故答案为：K₁>K₂>K₃；
  ③若体系在T₂、60MPa下达到平衡，相同温度下，气体的体积分数等于其物质的量分数，
设平衡时n（NH₃）=xmol，
              N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）
开始（mol）9            23             0
反应（mol）0.5x       1.5x           x
平衡（mol）9-0.5x    23-1.5x      x
平衡时氨气体积分数=(x)/(9-0.5x+23-1.5x+x)×100%=60%，
x=12，
氮气分压=(9-0.5×12)/(9+23-12)×60MPa=9MPa；
氨气的分压=60%×60MPa=36MPa，
氢气分压=60MPa-9MPa-36MPa=15MPa，
此时的平衡常数Kp=((36MPa)2)/((9MPa)．(15MPa)3)=0.043（MPa）^-2，
故答案为：9；0.043（MPa）^-2．