Question

18．500℃、20MPa时，将H₂和N₂置于一容积为2L的密闭容器中发生反应．反应过程中H₂、N₂和NH₃的物质的量变化如图所示，下列说法中正确的是（　　）

• A． 从反应开始到第一次平衡时，N₂的平均反应速率为0.005 mol•L^-1•min^-1
• B． 平衡在10 min至20 min的变化，可能是因为增大了容器体积
• C． 25 min时，分离出了0.1 mol NH₃
• D． 在25 min后平衡向正反应方向移动，新平衡中NH₃的体积分数比原平衡的小

Answer 1

分析 A．第一次平衡时，时间为20min，氮气的物质的量由0.4mol变为0.25mol，容器容积为2L，根据速率公式可计算出氮气的速率；
B．根据图象知，平衡向正反应方向移动，10min时是连续的，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明为使用催化剂；
C．25分钟，NH₃的物质的量突然减少，而H₂、N₂的物质的量不变，说明应是分离出NH₃；
D．第25分钟，NH₃的物质的量突然减少，而H₂、N₂的物质的量不变，说明应是分离出NH₃，压强减小，据此分析．

解答 解：A．第一次平衡时，时间为20min，氮气的物质的量由0.4mol变为0.35mol，容器容积为2L，v（N₂）=$\frac{\frac{0.05mol}{2L}}{10min}$=0.0025mol/（L•min），故A错误；
B．由图象可知各组分物质的量变化增加，且10min时变化是连续的，20min达平衡时，△n（N₂）=0.4-0.25=0.15mol，△n（H₂）=0.6mol-0.15mol=0.45mol，△n（NH₃）=0.3mol，物质的量变化之比等于化学计量数之比，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明10min可能改变的条件是使用催化剂，故B错误；
C．25分钟，NH₃的物质的量突然减少，而H₂、N₂的物质的量不变，说明应是分离出NH₃，故C正确；
D．第25分钟，NH₃的物质的量突然减少，而H₂、N₂的物质的量不变，说明应是分离出NH₃，由于反应条件为恒容，与原平衡相比，容器内压强减小，则反应进行的程度减小，但达到新平衡后NH₃的体积分数比原平衡大，故D错误；
故选C．

点评 本题考查化学平衡的计算、平衡移动以及平衡状态的判断，题目难度中等，注意对图象的分析．