Question

【題目】在一定條件下，將H2和N2置于一容積為2 L的密閉容器中發生反應。反應過程中H2、N2和NH3的物質的量變化如下圖：

（1）計算反應開始10分鐘內，NH3的平均反應速率___________

（2）反應處于平衡狀態的時間是：__________________________

（3）圖中10～20分鐘曲線發生變化的可能原因是_______________。

（4）第25分鐘，平衡改變的條件是____________________，此時正反應速率_____（填增大、減小或不變），重新達平衡后，NH3的體積分數比原平衡______（填大、小或不變）。

（5）判斷該反應達到平衡狀態的標志是_________________________（填字母）；

a．N2和NH3濃度相等 b．NH3百分含量保持不變

c．容器中氣體的壓強不變 d．NH3的生成速率與H2的消耗速率相等

e．容器中混合氣體的密度保持不變

Answer 1

【答案】 0.005mol·L－1·min－1 20-25min，35-40min 使用了催化劑 分離出0.1molNH3 減小 大 b c

【解析】（1）由圖示與速率公式可求速率，v（NH3）=(0.1mol/2L)÷10min==0.005mol/（L·min）；

（2）由圖象可以看出，當反應進行到時20-25min，35-40min，各物質的量不變，說明反應達到平衡狀態；

（3）由圖象可知各組分物質的量變化增快，且10min時變化是連續的，20min達平衡時，△n′(N2)=0.025mol×4=0.1mol，△n(H2)=0.025mol×12=0.3mol，△n(NH3)=0.025mol×8=0.2mol，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；

（4）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，生成物的濃度減小，平衡向正反應方向進行，正反應速率減小，重新達平衡后，NH3的體積分數比原平衡大；

（5）a．N2和NH3濃度是否相等取決于反應的起始量和轉化的程度，不能判斷是否達到平衡，故a錯誤；b．NH3百分含量保持不變，說明反應達到平衡狀態，故b正確；c．反應前后氣體的物質的量不等，容器中氣體的壓強不變，說明達到平衡狀態，故c正確； d．NH3的生成速率與H2的消耗速率相等，正逆反應速率不等，沒有達到平衡狀態，故d錯誤；e．由于氣體的質量和容器的體積不變，則無論是否達到平衡狀態，容器中混合氣體的密度都保持不變，故e錯誤．故答案為：bc．