题目
已知反应 2NH3= N2+ 3H2在等温条件下,标准平衡常数为 0.25,那么,在此条件下,氨的合成反应 (1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为: ( )A. 4B. 0.5C. 2D. 1
已知反应 2NH3= N2+ 3H2在等温条件下,标准平衡常数为 0.25,那么,在此条件下,氨的合成反应 (1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为: ( )
A. 4
B. 0.5
C. 2
D. 1
题目解答
答案
C. 2
解析
本题考查化学平衡常数与化学反应式的关系。解题关键在于理解:
- 逆反应的平衡常数为原反应的倒数;
- 化学计量数变化时,平衡常数按指数规律变化(若反应式系数变为原来的$n$倍,则平衡常数变为原值的$n$次方)。
题目中,氨的合成反应是分解反应的逆反应且系数缩小为原来的$\frac{1}{2}$,需分两步处理:先求逆反应的平衡常数,再调整系数后的平衡常数。
步骤1:写出分解反应的逆反应
原分解反应为:
$2\text{NH}_3 \rightleftharpoons \text{N}_2 + 3\text{H}_2 \quad K_1 = 0.25$
其逆反应为:
$\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3 \quad K_1' = \frac{1}{K_1} = \frac{1}{0.25} = 4$
步骤2:调整系数得到合成反应
合成反应为:
$\frac{1}{2}\text{N}_2 + \frac{3}{2}\text{H}_2 \rightleftharpoons \text{NH}_3$
该反应是将逆反应的系数缩小为原来的$\frac{1}{2}$,因此平衡常数需开平方:
$K_2 = \sqrt{K_1'} = \sqrt{4} = 2$