Question

500℃、20MPa時，將H₂和N₂置于一容積為2L的密閉容器中發生反應．反應過程中H₂、N₂和NH₃物質的量變化如圖所示，下列說法正確的是（　　）

• A、反應開始到第一次平衡時，N₂的平均反應速率為0.005mol/（L?min）
• B、從曲線可以看出，反應進行到10min至20min時可能是使用了催化劑
• C、從曲線可以看出，反應進行至25min時，增加了0.1mol氨氣
• D、在25min平衡正向移動但達到新平衡后NH₃的體積分數比原平衡小

Answer 1

分析：A．第一次平衡時，時間為20min，氮氣的物質的量由0.4mol變為0.25mol，容器容積為2L，根據速率公式可計算出氮氣的速率；
B．根據圖象知，平衡向正反應方向移動，10min時是連續的，三種氣體物質的速率增加倍數相同，說明為使用催化劑；
C.25分鐘，NH₃的物質的量突然減少，而H₂、N₂的物質的量不變，說明應是分離出NH₃；
D．第25分鐘，NH₃的物質的量突然減少，而H₂、N₂的物質的量不變，說明應是分離出NH₃，再根據恒壓條件分析．

解答：解：A．第一次平衡時，時間為20min，氮氣的物質的量由0.4mol變為0.25mol，容器容積為2L，v（N₂）=

0.25mol

2L×20min

=0.00625mol/（L?min），故A錯誤；
B．由圖象可知各組分物質的量變化增加，且10min時變化是連續的，20min達平衡時，△n（N₂）=0.4-0.25=0.15mol，△n（H₂）=0.6mol-0.15mol=0.45mol，△n（NH₃）=0.3mol，物質的量變化之比等于化學計量數之比，三種氣體物質的速率增加倍數相同，說明10min可能改變的條件是使用催化劑，故B正確；
C.25分鐘，NH₃的物質的量突然減少，而H₂、N₂的物質的量不變，說明應是分離出NH₃，故C錯誤；
D．第25分鐘，NH₃的物質的量突然減少，而H₂、N₂的物質的量不變，說明應是分離出NH₃，由于反應條件為恒壓，故新平衡和原平衡等效，故氨氣的體積分數不變，故D錯誤；
故選B．

點評：本題考查化學平衡的計算、平衡移動以及平衡狀態的判斷，題目難度中等，注意對圖象的分析．