Question

【題目】在一定條件下，將H2和N2置于一容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)過程中H2、N2和NH3的物質(zhì)的量變化如圖所示。

（1）反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是_________________。

（2）圖中10～20 min內(nèi)曲線發(fā)生變化的可能原因是_______________________________________。

（3）第25 min，平衡改變的條件是____________________________________，此時(shí)正反應(yīng)速率_____（填“增大”“減小”或“不變”）；重新達(dá)平衡后，NH3的體積分?jǐn)?shù)比原平衡______（填“大”“小”或“不變”）。

（4）判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是___________（填字母）。

a．N2和NH3的濃度相等

b．NH3的百分含量保持不變

c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變

d．NH3的生成速率與H2的消耗速率相等

e．容器中混合氣體的密度保持不變

Answer 1

【答案】20~25 min，35~40 min (答對一個(gè)即可) 使用了催化劑 分離出0.1 mol NH3 不變 小 b、c

【解析】

（1）達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，物質(zhì)的量不變，以此判斷達(dá)到平衡的時(shí)間段；

（2）由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增快，且10min時(shí)是連續(xù)的，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明為使用催化劑；

（3）第25分鐘，NH3的物質(zhì)的量突然減少，而H2、N2的物質(zhì)的量不變，說明應(yīng)是分離出NH3；

（4）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再改變；

（1）反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量等保持不變，從圖象可以看出20~25 min、35~40 min時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的的物質(zhì)的量保持不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；

故答案為：20~25 min，35~40 min (答對一個(gè)即可)；

（2）由圖可知，0-10分鐘內(nèi)△n(N2) =0.025mol×2=0.05mol，10-20分鐘內(nèi)△n′(N2)=0.025mol×4=0.1mol，速率之比等于物質(zhì)的量之比，所以，0-10分鐘與10到20分鐘兩個(gè)時(shí)間段中，N2的反應(yīng)速率之比為0.05mol：0.1mol=1：2；由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增快，且10min時(shí)變化是連續(xù)的，20min達(dá)平衡時(shí)，△n′(N2)=0.025mol×4=0.1mol，△n(H2)=0.025mol×12=0.3mol，△n(NH3)=0.025mol×8=0.2mol，物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明10min可能改變的條件是使用催化劑；

故答案為：使用了催化劑；

（3）第25分鐘，NH3的物質(zhì)的量突然減少0.1mol，而H2、N2的物質(zhì)的量不變，說明應(yīng)是分離出NH3，生成物的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，正反應(yīng)速率減小，重新達(dá)平衡后，NH3的體積分?jǐn)?shù)比原平衡��；

故答案為：分離出0.1 mol NH3；不變；�。�

（4）a. N2和NH3濃度是否相等取決于反應(yīng)的起始量和轉(zhuǎn)化的程度，不能判斷是否達(dá)到平衡，故a錯(cuò)誤；

b. NH3百分含量保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；

c. 反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等，容器中氣體的壓強(qiáng)不變，說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；

d. NH3的生成速率與H2的消耗速率相等，正逆反應(yīng)速率不等，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；

e. 由于氣體的質(zhì)量和容器的體積不變，則無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，容器中混合氣體的密度都保持不變，故e錯(cuò)誤；

故答案為：b、c。