Question

【題目】某化學(xué)興趣小組開展模擬工業(yè)合成氨的制備實驗，在2 L密閉容器內(nèi)，t℃時發(fā)生反應(yīng)：N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3 (g)，在體系中，n(N2)隨時間的變化如下表：

時間(min)	0	1	2	3	4	5
N2的物質(zhì)的量(mol)	0.20	0.10	0.08	0.06	0.06	0.06

(1) 上述反應(yīng)在第5min時，N2的轉(zhuǎn)化率為___________________ ；

(2) 用H2表示從0～2 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(H2)=______________________；

(3) t℃時，在4個均為2L密閉容器中不同投料下進(jìn)行合成氨反應(yīng)。根據(jù)在相同時間內(nèi)測定的結(jié)果，判斷該反應(yīng)進(jìn)行快慢的順序為________________________(用字母填空，下同)；

a．v(NH3)=0.05 mol L-1-min-1 b．v(H2)=0.03 mol L-1-min-1

c．v(N2)=0.02mol L-1-min-1　　 　　 d．v(H2)=0.001 mol L-1- s -1

(4) 下列表述能作為上述實驗中可逆反應(yīng)N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3 (g) 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_________________________ ；

a. 反應(yīng)速率v(N2)：v(H2)：v(NH3)=1：3：2

b. 各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變

c. 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變

d. 混合氣體的密度不變

e. 單位時間內(nèi)生成n mol N2的同時，生成3n mol H2。

f. v(N2)消耗=2 v(NH3)消耗

g. 單位時間內(nèi)3mol H﹣H鍵斷裂的同時2mol N﹣H鍵也斷裂

(5) 下列措施不能使上述化學(xué)反應(yīng)速率加快的是_____________。

a．及時分離出NH3氣體 b．適當(dāng)升高溫度

c．增大N2的濃度 d．選擇高效催化劑

Answer 1

【答案】70% 0.09mol/(L.min) a>c=d>b bc a

【解析】

（1）N2的初始物質(zhì)的量0.20mol，第5min時，N2的物質(zhì)的量為0.06mol，根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式，轉(zhuǎn)化率=×100%計算；

（2）根據(jù)平均速率v(N2)=△C÷△t，v(H2)＝3v(N2)計算；

（3）同一化學(xué)反應(yīng)中，同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比；先把不同物質(zhì)的反應(yīng)速率換算成同一物質(zhì)的反應(yīng)速率進(jìn)行比較，從而確定選項，注意單位是否相同；
（4）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)。

N2的初始物質(zhì)的量0.20mol，第5min時，N2的物質(zhì)的量為0.06mol，已經(jīng)轉(zhuǎn)化的氮氣的物質(zhì)的量為：0.20mol0.06mol＝0.14mol，反應(yīng)在第5min時，N2的轉(zhuǎn)化率=×100%=0.14mol÷0.2mol×100%＝70%，

故答案為：70%；

N2的初始物質(zhì)的量0.20mol，第2min時，N2的物質(zhì)的量為0.08mol，從02min內(nèi)已經(jīng)轉(zhuǎn)化的氮氣的物質(zhì)的量為：0.20mol0.08mol＝0.12mol，平均速率v(N2)=△C÷△t=0.12mol÷2L÷2min=0.03mol/(Lmin)，v(H2)＝3v(N2)＝0.09mol/(Lmin)，

故答案為：0.09mol/(Lmin)；

反應(yīng)為N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3，以氫氣的反應(yīng)速率為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷；

a．V(NH3)＝0.05mol/(Lmin)，反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比，所以ν(H2)＝0.075mol/(Lmin)；

b．ν(H2)＝0.03mol/(Lmin)；

c．ν(N2)＝0.02mol/(Lmin)，反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比，所以ν(H2)＝0.06mol/(Lmin)；
d．ν(H2)＝0.001mol/(Lmin)。

所以該反應(yīng)進(jìn)行快慢的順序為a>c>b>d，

故答案為：a>c>b>d；

a．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)都存在反應(yīng)速率v(N2)：v(H2)：v(NH3)＝1:3:2，不能用于判斷是否破壞，故a錯誤；
b．各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變，可說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到破壞狀態(tài)，故b正確；
c．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明氣體的總物質(zhì)的量不變，可說明達(dá)到破壞狀態(tài)，故c正確；

d．因氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，則無論是否達(dá)到破壞，混合氣體的密度都不變，故d錯誤；

e．單位時間內(nèi)生成nmolN2的同時，生成3nmol H2，都為逆反應(yīng)，不能說明正逆反應(yīng)速率相等，故e錯誤；

f．2v(N2)消耗＝v(NH3)消耗，說明正逆反應(yīng)速率相等，v(N2)消耗＝2v(NH3)消耗，不能說明正逆反應(yīng)速率相等，故f錯誤；

g．單位時間內(nèi)3molHH鍵斷裂的同時2molNH鍵也斷裂，正逆反應(yīng)速率不等，沒有達(dá)到破壞狀態(tài)，故g錯誤；

故答案為：bc。

(5) a．及時分離出NH3氣體，氨氣的濃度降低，化學(xué)反應(yīng)速率變慢，故a錯誤；

b．升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，故b正確；

c．增大N2的濃度，提高化學(xué)反應(yīng)速率，故c正確；

d．選擇高效催化劑，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率。故d正確；

故選：c。

故答案為:c。