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4min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)=0.04mol·L-1·min-1 b．v(H2)=0.03mol·L-1·min-1

c．v(N2)=0.03mol·L-1·min-1 d．v(H2)=0.00lmol·L-1·s-1

(4)平衡時容器內氣體的壓強與起始時比__(填“變大”，“變小”或“相等”下同)，混合氣體的密度與起始時比___。

(5)將amolN2與bmolH2的混合氣體發生上述反應，反應到某時刻各物質的量恰好滿足：n(N2)=n(H2)=2n(NH3)，則原混合氣體中a：b=___。

(6)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

e．單位時間內生成nmolN2的同時，生成3nmolH2

f．v(N2)消耗=2v(NH3)消耗

g．單位時間內3molH—H鍵斷裂的同時2molN—H鍵也斷裂

Answer 1

【答案】70% 0.09mol/(L·min) c＞a=d＞b 變小 不變 5：7 bc

【解析】

N2的初始物質的量0.20mol，第4min時，N2的物質的量為0.06mol，根據轉化率公式，轉化率=×100%計算。根據平均速率v(N2)=，v(H2)＝3v(N2)計算。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；根據化學反應速率與計量數的比值大小，從而確定選項，注意單位是否相同；平衡時容器內氣體的壓強之比等于物質的量之比，根據密度進行判斷。根據三段式進行判斷。根據化學平衡狀態的特征解答，當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發生變化，解題時要注意選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態。

(1)上述反應在第4min時，N2的轉化率為；

(2)用H2表示從0～2min內該反應的平均速率，根據平均速率v(N2)=，根據化學反應速率之比等于化學計量數之比，v(H2)＝3v(N2)，v(H2)=3×0.03mol/(L·min) =0.09mol/(L·min)；

(3)用各物質的化學反應速率除以化學計量數得到的數值越大，速率越快； a．；

b．；

c．v(N2)=；

d．v(H2)=；

得到該反應進行快慢的順序為c＞a=d＞b；

(4) 根據化學反應，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，假設氫氣的起始物質的量為amol，

起始物質的量為(0.2+a)mol，平衡時的物質的量為(0.06+a-0.42+0.28)mol=(a-0.08) mol，(0.2+a)＞(a-0.08)，氣體的壓強與物質的量成正比，平衡時容器內氣體的壓強與物質的量變小；混合氣體的密度，質量是不變的，容器的體積也是不變的，故混合氣體的密度是不變的；

(5)將amolN2與bmolH2的混合氣體發生上述反應，

n(N2)=n(H2)=2n(NH3)，即a-x=b-3x=4x，解得： a：b=5：7；

(6) 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，不能用于判斷是否破壞，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，達到破壞狀態，故b正確；

c．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，可說明達到破壞狀態，故c正確；
d．因氣體的質量不變，容器的體積不變，則無論是否達到破壞，混合氣體的密度都不變，故d錯誤；

e．單位時間內生成nmolN2的同時，生成3nmolH2，都為逆反應，不能說明正逆反應速率相等，故e錯誤；

f．2v(N2)消耗＝v(NH3)消耗，說明正逆反應速率相等，v(N2)消耗＝2v(NH3)消耗，不能說明正逆反應速率相等，故f錯誤；

g．單位時間內3molHH鍵斷裂的同時2molNH鍵也斷裂，正逆反應速率不等，沒有達到破壞狀態，故g錯誤；

答案選bc。