Question

10．在一容積為2L的密閉容器內加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定條件下發(fā)生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0反應中NH₃的物質的量濃度的變化的情況如圖：
（1）根據(jù)如圖，計算從反應開始到4min時，平均反應速率v（H₂）為0.0375mol/（L•min）；N₂轉化率為50%．
（2）不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是AD
A．V_正（N₂）=V_逆（NH₃）
B．容器內壓強保持不變
C．氣體的平均摩爾質量不變D．氣體的密度保持不變
（3）反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應溫度，則NH₃的物質的量濃度不可能為AC．
A.0.20mol/L       B.0.12mol/LC.0.10mol/L       D.0.08mol/L
（4）反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，在恒壓條件下充入He氣，平衡向逆反應方向移動（填“向逆反應方向”、“向正反應方向”或“不”），化學平衡常數(shù)不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（5）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡（此時NH₃的濃度約為0.25mol/L）．請在圖中畫出第5分鐘末到此平衡時NH₃濃度的變化曲線．

Answer 1

分析 （1）圖象分析計算氨氣的反應速率=$\frac{△c}{△t}$，速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比，根據(jù)v（H₂）=$\frac{3}{2}$c（NH₃）進行計算，轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（2）達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，百分含量不變等角度分析；
（3）根據(jù)反應的可逆性特點以及溫度改變平衡一定發(fā)生移動進行判斷；
（4）保持其它條件不變，在恒壓條件下充入He氣，體積不變時相當于增大了容器內氣體壓強，為保持恒壓容器體積會增大，壓強減小平衡想氣體體積增大的方向進行，平衡常數(shù)只隨溫度變化；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，氨氣的濃度為原來的一倍，壓強增大平衡向正方向移動，氨氣的濃度逐漸增大，到8min時達到平衡，濃度約為0.25mol/L，以此解答．

解答 解：（1）根據(jù)圖象分析平衡時氨氣的濃度為0.1mol/L，時間為4min，所以依據(jù)速率之比等于系數(shù)之比得到：v（H₂）=$\frac{3}{2}$v（NH₃）=$\frac{3}{2}$×$\frac{0.1mol/L}{4min}$=0.0375 mol/（L•min），平衡時生成氨氣物質的量=0.1mol/L×2L=0.2mol，消耗氮氣物質的量=0.1mol，N₂轉化率=$\frac{0.1mol}{0.2mol}$×100%=50%
故答案為：0.0375 mol/（L•min），50%；
（2）A．NH₃的生成速率與N₂的生成速率為1：2時可說明達到平衡狀態(tài)，故A符合；
B．反應前后的氣體的計量數(shù)之和不相等，容器中氣體的壓強不變說明達到平衡狀態(tài)，能作為判斷的依據(jù)，故B不符合；
C、反應前后氣體質量不變，氣體物質的量改變，當氣體的平均摩爾質量不變時什么反應達到平衡狀態(tài)，故C不符合；
D．容器中混合氣體的密度保持不變不能作為判斷的依據(jù)，因為容器的體積不變，氣體的質量不變，無論是否達到平衡狀態(tài)，氣體的密度都不變，故D符合；
故答案為：AD；
（3）該反應為可逆反應，反應物不可能完全轉化，則NH₃的物質的量濃度不可能為0.2mol/L，溫度改變平衡一定發(fā)生移動，則NH₃的物質的量濃度不可能為0.1mol/L，
故答案為：AC；
（4）反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，在恒壓條件下充入He氣，體積不變時相當于增大了容器內氣體壓強，為保持恒壓容器體積會增大，壓強減小平衡想氣體體積增大的方向進行，平衡逆反應方向進行，平衡常數(shù)只隨溫度變化，改變壓強、濃度，平衡常數(shù)不變；
故答案為：向逆反應方向，不變；
（5）第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，氨氣的濃度為原來的一倍，壓強增大平衡向正方向移動，氨氣的濃度逐漸增大，到8min時達到平衡，濃度約為0.25mol/L，，
故答案為：．

點評 本題考查化學平衡移動問題，涉及平衡常數(shù)、反應速率、平衡標志以及平衡圖象等問題，題目難度中等，注意方法性問題的積累．