Question

【題目】在一定溫度下，發生如下反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，起始時，充入的N2和H2的物質的量分別是3.0 mol和6.0 mol，2min后反應達到平衡，平衡時NH3的物質的量與H2的物質的量相等，已知容器的容積為5.0 L且不可變，試回答下列問題：

（1） 其達到平衡狀態的標志是____________________。

①氨的生成速率與氨的分解速率相等

②斷開1個N≡N鍵的同時有6個N—H鍵生成

③N2、H2、NH3的體積分數不再變化

④氣體的總壓強不變

⑤N2、H2、NH3分子數之比為1:3:2

⑥N2、H2和NH3的濃度相等

⑦v(N2)＝1/3v(H2)

⑧v正(N2)＝1/3v逆(H2)

⑨混合物的密度不變

⑩混合物的平均相對分子質量不變

A．①③④⑤⑦⑩ B．①③④⑧⑩

C．①③④⑤⑧⑩ D．全部

（2）從反應開始到達到平衡用N2表示該反應的速率為： mol·L－1·min－1。

（3）平衡時H2的物質的量濃度為 mol·L－1。

（4）H2的轉化率是____________。

（5）平衡時混合氣體中NH3的體積分數是_______%(保留一位小數)。

Answer 1

【答案】（1） B （2） 0.12 （3） 0.48 （4）60% （5）36.4%

【解析】

試題分析：（1）①氨的生成速率與氨的分解速率相等能說明反應達到平衡狀態，正確；②斷開1個N≡N鍵的同時有6個N—H鍵生成均說明是正反應速率，無法判斷是平衡狀態，錯誤；③N2、H2、NH3的體積分數不再變化能說明反應達到平衡狀態，正確；④反應物與生成物系數和不等，氣體的總壓強不變能說明反應達到平衡狀態，正確；⑤N2、H2、NH3分子數之比為1:3:2，無法判斷是平衡狀態，錯誤；⑥N2、H2和NH3的濃度相等，無法判斷是平衡狀態，錯誤；⑦反應進行過程中，v(N2)＝1/3v(H2)任何時候均成立，無法判斷是平衡狀態，錯誤；⑧v正(N2)＝1/3v逆(H2)，能說明反應達到平衡狀態，正確；⑨質量和體積始終不變，混合物的密度不變，無法判斷是平衡狀態，錯誤；⑩反應物與生成物系數和不等，質量始終不變，混合物的平均相對分子質量不變，能判斷反應達到平衡，故正確；①③④⑧⑩正確，故選B。

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，

起始物質的量(mol) 3.0 6.0 0

變化物質的量(mol) n 3n 2n

平衡物質的量(mol) 3.0-n 6.0-3n 2n

則：6.0-3n=2n，解得n=1.2；

（2）從反應開始到達到平衡用N2表示該反應的速率為=0.12mol·L－1·min－1；

（3）平衡時H2的物質的量濃度為mol·L－1= 0.48mol·L－1；

（4）H2的轉化率是×100%=60%；

（5）平衡時混合氣體中NH3的體積分數是=36.4%。