题目内容

【题目】氨气是重要化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H0

1)图表示合成NH3反应在某段时间t0→t6中反应速率与反应过程曲线图,t1t3t4 时刻分别改变某一外界条件,则在下列到达化学平衡的时间段中,NH3的体积分数最小的一段时间是___________(填写下列序号)

At0→t1 Bt2→t3 Ct3→t4 Dt5→t6

t4时改变的条件是________________

现进行如下研究:773K时,分别将2molN26molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)n(NH3)与反应时间t的关系如表:

t/min

0

5

10

15

20

25

30

n(H2)/mol

6.00

4.50

3.60

3.30

3.03

3.00

3.00

n(NH3)/mol

0

1.00

1.60

1.80

1.98

2.00

2.00

2)反应在010分钟内以氮气浓度变化表示的反应速率为___________,该温度下,此反应的平衡常数K=____________

3)该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2H2NH3的浓度分别为3mo/L3mol/L3mo/L/span>,则此时V_____V (“>”“<”“=”)

4)由上表中的实验数据计算得到浓度一时间的关系可用右图中的曲线表示,表示c(N2)-t的曲线是______(填”“)。在此温度下,若起始充入4molN212 molH2,则反应刚达到平衡时,表示c(H2)-t的曲线上相应的点为_________

【答案】D 减小压强或增大容积体积 0.08mol/(L·min) (或0. 1480. 15均可) > B

【解析】

1)从化学平衡移动的角度进行分析;

2)根据化学速率的表达式进行计算;利用三段式计算化学平衡;

3)利用QcK之间的关系进行分析;

4)利用影响化学速率的因素以及影响化学平衡移动的因素进行分析。

1)根据图像,t1t2时间反应向逆反应方向进行,消耗NH3t3t4时间段,化学平衡不移动,t4t5时间段,反应向逆反应方向进行,消耗NH3,因此氨气的体积分数最小的时间段是t5t6,故选项D正确;t4时刻,正逆反应速率都降低,可能降低温度,也可能减小压强,如果是降低温度,该反应为放热反应,平衡影响正反应方向进行,v>v逆,不符合图像,因此只能是减小压强,

故答案为D;减小压强或增大容器的体积;

2010min消耗H2的物质的量为(6.003.60)mol=2.40mol,根据反应方程式,消耗N2的物质的量为=0.8mol,依据反应速率的数学表达式,v(N2)= =0.08mol/(L·min)容器的体积为1L,则N2H2NH3的平衡浓度分别是1mol·L13mol·L12mol·L1,根据化学平衡常数的表达式,K=

故答案为0.08mol/(L·min)(或0. 1480. 15均可);

3)利用Qc=<平衡向正反应方向进行,即v()>v()

故答案为>

4)开始通入N2H2物质的量浓度分别是2mol·L16mol·L1,根据图像,起点为2mol·L1的点为乙曲线,则乙曲线表示c(N2)t的曲线;根据上述分析,曲线甲表示c(H2)t,在此温度下,起始充入4molN212molH2,相当于在原来基础上增大压强,化学反应速率加快,达到平衡所用时间缩短,相当于在原来基础上增大压强,该反应的平衡向正反应方向进行,即比原平衡的2倍小,则应是B点,

故答案为乙;B

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