Question

8．為氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．在T℃時，將0.6mol H₂和0.4mol N₂置于容積2L的密閉容器中（壓強為mPa）發(fā)生反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0  若保持溫度不變，測得反應過程中容器內(nèi)壓強隨時間變化如圖所示：
（1）平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率為50%，8min內(nèi)NH₃的平均生成速率為0.0125 mol•L^-1•min^-1．
（2）平衡后，若要提高H₂的轉(zhuǎn)化率同時增大反應速率，可以采取的措施有D．
A．加了催化劑                   B．增大容器體積     C．降低反應體系的溫度           D．加入一定量N₂
（3）仍在T℃時，將0.6mol H₂和0.4mol N₂置于一容積可變的密閉容器中．
①下列各項能說明反應已達到平衡狀態(tài)的是bde（填序號）
a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：2：3    
b．3υ_正（N₂）=υ_逆（H₂）
c．3 υ_正（H₂）=2υ_逆（NH₃）    
d．混合氣體的密度保持不變
e．容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化而變化
②該條件下達到平衡時，NH₃的體積分數(shù)與題（1）條件下NH₃的體積分數(shù)相比變大（填“變大”“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）將0.6mol H₂和0.4mol N₂置于容積2L的密閉容器中，圖中平衡時壓強變?yōu)樵瓉淼?.8倍，則平衡時物質(zhì)的量為（0.6mol+0.4mol）×0.8=0.8mol，則
          N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△n
              1            3               2               2
開始   0.4            0.6             0              
轉(zhuǎn)化    0.1           0.3            0.2             （1-0.8）
平衡    0.3           0.3            0.2      
結(jié)合轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化的量}{開始的量}$×100%、v=$\frac{△c}{△t}$計算；
（2）要提高H₂的轉(zhuǎn)化率同時增大反應速率，增大氮氣的濃度或增大壓強；
（3）①結(jié)合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡；
②容積可變的密閉容器，壓強不變，發(fā)生反應時物質(zhì)的量減小，V減小，則相等于增大壓強，平衡正向移動．

解答 解：（1）將0.6mol H₂和0.4mol N₂置于容積2L的密閉容器中，圖中平衡時壓強變?yōu)樵瓉淼?.8倍，則平衡時物質(zhì)的量為（0.6mol+0.4mol）×0.8=0.8mol，則
          N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△n
              1            3               2               2
開始   0.4            0.6             0              
轉(zhuǎn)化    0.1           0.3            0.2             （1-0.8）
平衡    0.3           0.3            0.2 
平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.3}{0.6}$×100%=50%，8min內(nèi)NH₃的平均生成速率為$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{8min}$=0.0125 mol•L^-1•min^-1．
故答案為：50%；0.0125；
（2）A．加了催化劑，平衡不移動，故A不選；                  
B．增大容器體積，壓強減小，則速率減小，平衡逆向移動，故B不選；    
C．降低反應體系的溫度，反應速率減小，故C不選；           
D．加入一定量N₂，反應物濃度增大，反應速率加快，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率增大，故D選；
故答案為：D； 
（3）①a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：2：3，與起始濃度、轉(zhuǎn)化率有關，不能判定平衡，故不選；    
b．3υ_正（N₂）=υ_逆（H₂），可知正逆反應速率相等，為平衡狀態(tài)，故選；
c．3 υ_正（H₂）=2υ_逆（NH₃），正逆反應速率之比不等于化學計量數(shù)之比，不是平衡狀態(tài)，故不選；    
d．氣體的體積為變量，混合氣體的密度保持不變，為平衡狀態(tài)，故選；
e．氣體的物質(zhì)的量為變量，容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化而變化，為平衡狀態(tài)，故選；
故答案為：bde； 
②容積可變的密閉容器，壓強不變，發(fā)生反應時物質(zhì)的量減小，V減小，則相等于增大壓強，平衡正向移動，NH₃的體積分數(shù)與題（1）條件下NH₃的體積分數(shù)相比變大，
故答案為：變大．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，涉及平衡三段法、K的計算、平衡移動等，把握速率、轉(zhuǎn)化率的計算及平衡移動的影響為解答的關鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，綜合性較強，題目難度不大．