Question

【题目】氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料．

（1）在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2+3H22NH3 该可逆反应达到平衡的标志是__．

A．3v（H2）正=2v（NH3）逆

B．单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2

C．容器内的总压强不再随时间而变化

D．混合气体的密度不再随时间而变化

E．a mol N≡N键断裂的同时，有6a mol N﹣H键断裂

F．N2、H2、NH3的分子数之比为1：3：2

（2）某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应．在容积固定为2L的密闭容器内充入1mol N2和3mol H2，加入合适催化剂（体积可以忽略不计）后在一定温度压强下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如表：

反应时间/min	0	5	10	15	20	25	30
压强/MPa	16.80	14.78	13.86	13.27	12.85	12.60	12.60

则从反应开始到25min时，以N2表示的平均反应速率=__；该温度下平衡常数K=__．

Answer 1

【答案】 BCE 0.01 mol/（Lmin） 2.37

【解析】（1）A选项，3v(H2)正=2v(NH3)逆不能满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，反应没有达到平衡状态，应该是2v(H2)正=3v(NH3)逆，故A错误；B选项，单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确；C选项，该反应是气体减少反应，恒温恒容时，压强是变化的量，压强不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故C正确；D选项， ，同温同体积时，密度始终不变，所以混合气体的密度不再随时间变化不能说明反应达到平衡状态，故D错误；E选项，a mol N≡N键断裂的同时，有6amolN—H键断裂，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故E正确；F选项，各组分的物质的量之比，无法判断各组分的物质的量是否变化，无法判断是否达到平衡状态，故F错误；答案选BCE。

（2）恒温恒容条件下，反应过程中，气体的物质的量与容器内压强成正比，可以根据此等量关系列式子计算。设参加反应的N2物质的量为 x，列三段式：

N2 + 3H22NH3

起始物质的量（mol） 1 3 0

转化物质的量（mol） x 3x 2x

平衡物质的量（mol） 1－x 3－3x 2x

反应前后，压强之比等于气体的物质的量之比，所以有： 。

根据已知表格数据，及三段式可列式：

解得x＝0.5。

所以从反应开始到25min时，以N2表示的平均反应速率v=

平衡时，n（N2）=1-x= 0.5mol；n（H2）=3-3x=1.5mol；n（NH3）=2x=1mol；

平衡时，c（N2）= 0.25mol/L；c（H2）=0.25mol/L；c（NH3）=0.5mol/L

所以，该反应的平衡常数为： 。