Question

7．合成氯是人类研究的重要课题，目前工业合成氨的原理为：N₂（g）+3H₂（g） $?_{催化剂}^{高温、高压}$2NH₃（g）△H=-93.0kJ/mol
某温度下，在2L密闭容器中发生上述反应，测得数据如下

时间/h 物质的量/mol	0	1	2	3	4
N2	2.0	1.83	1.7	1.6	1.6
H2	6.0	5.49	5.1	4.8	4.8
NH3	0	0.34	0.6	0.8	0.8

①0～2h内，v（N₂）=0.075 mol•L^-1•h^-1．
②平衡时，H₂的转化率为205
③若保持温度和体积不变，起始投入的N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，达到平衡后，NH₃的浓度与上表中相同的为CD（填选项字母）．
A．a=l、b=3．c=0         B．a=4、b=12、c=0
C．a=0、b=0．c=4        D．a=l、b=3、c=2．

Answer 1

分析 ①0～2h内，消耗氮气为2mol-1.7mol=0.3mol，再根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（N₂）；
②3h到达平衡状态，消耗氢气为6mol-4.8mol=1.2mol，转化率=$\frac{物质的量变化量}{起始物质的量}$×100%；
③若保持温度和体积不变，改变起始投入量，达到平衡后，NH₃的浓度与原平衡相同，说明为等效平衡，反应前后气体体积不相等，恒温恒容下，按化学计量转化到方程式左边满足n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol．

解答 解：①0～2h内，消耗氮气为2mol-1.7mol=0.3mol，则v（N₂）=$\frac{\frac{0.3mol}{2L}}{2h}$=0.075 mol•L^-1•h^-1，
故答案为：0.075 mol•L^-1•h^-1；
②3h到达平衡状态，消耗氢气为6mol-4.8mol=1.2mol，平衡时氢气转化率=$\frac{1.2mol}{6mol}$×100%=20%，
故答案为：20%；
③若保持温度和体积不变，改变起始投入量，达到平衡后，NH₃的浓度与原平衡相同，说明为等效平衡，反应前后气体体积不相等，恒温恒容下，按化学计量转化到方程式左边满足n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol，A、B选项不符合，C、D中转化到方程式左边可以得到n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol，
故选：CD．

点评 本题考查化学平衡计算、等效平衡，难度中等，注意理解等效平衡规律：1、恒温恒容，反应前后气体体积不等，按化学计量数转化到一边，对应物质满足等量；反应前后气体体积相等，按化学计量数转化到一边，对应物质满足等比，2：恒温恒压，按化学计量数转化到一边，对应物质满足等比．