Question

【題目】在2L密閉容器內，t℃時發生反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(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的物質的量(mol)	0.20	0.10	0.08	0.06	0.06	0.06

(1)上述反應在第5min時，N2的轉化率為___；

(2)用H2表示從0～2min內該反應的平均速率v(H2)=___；

(3)t℃時，在4個均為2L密閉容器中不同投料下進行合成氨反應。根據在相同時間內測定的結果，判斷該反應進行快慢的順序為___。(用字母填空，下同)；

a.v(NH3)=0.05mol·L-1·min-1

b.v(H2)=0.03mol·L-1·min-1

c.v(N2)=0.02mol·L-1·min-1

d.v(H2)=0.00lmol·L-1·s-1

(4)下列表述能作為反應達到化學平衡狀態的標志是___。

a.反應速率v(N2)∶v(H2) ∶v(NH3)=1∶3∶2

b.各組分的物質的量濃度不再改變

c.混合氣體的平均相對分子質量不再改變

d.混合氣體的密度不變

Answer 1

【答案】70% 0.09mol/(Lmin) a>c=d>b bc

【解析】

(1)N2的初始物質的量0.20mol，第5min時，N2的物質的量為0.06mol，根據轉化率的計算公式計算；

(2)根據v=，結合v(H2)=3v(N2)計算；

(3)同一化學反應中，同一時間段內，各物質的反應速率之比等于其計量數之比分析判斷；

(4)根據化學平衡狀態的特征分析判斷。

(1)N2的初始物質的量0.20mol，第5min時，N2的物質的量為0.06mol，已經轉化的氮氣的物質的量為0.20mol-0.06mol=0.14mol，反應在第5min時，N2的轉化率=×100%=70%，故答案為：70%；

(2)N2的初始物質的量0.20mol，第2min時，N2的物質的量為0.08mol，從0～2min內已經轉化的氮氣的物質的量為0.20mol-0.08mol=0.12mol，則v(N2)====0.03mol/(Lmin)，v(H2)=3v(N2)=0.09mol/(Lmin)，故答案為：0.09mol/(Lmin)；

(3)反應為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，以氫氣的反應速率為標準進行判斷；

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

b．ν(H2)=0.03mol/(Lmin)；

c．ν(N2)=0.02mol/(Lmin)，反應速率之比等于其計量數之比，所以ν(H2)=0.06mol/(Lmin)；

d．v(H2)=0.00l mol/(Ls) =0.06mol/(Lmin)；

所以該反應進行快慢的順序為a＞c=d＞b，故答案為：a＞c=d＞b；

(4)a．反應速率之比等于化學計量數之比，無論是否達到平衡狀態，都存在反應速率v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2，不能用于判斷是否是平衡狀態，故a錯誤；

b．各組分的物質的量濃度不再改變，可說明正、逆反應速率相等，達到平衡狀態，故b正確；

c．該反應為氣體的物質的量減小的反應，混合氣體的平均相對分子質量不再改變，說明氣體的總物質的量不變，可說明達到平衡狀態，故c正確；

d．混合氣體的總質量不變，容器的體積不變，則無論是否達到平衡，混合氣體的密度都不變，因此混合氣體的密度不變，不能用于判斷是否是平衡狀態，故d錯誤；

故答案為：bc。