题目内容

19．（1）在一定条件下，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：
①计算反应开始10分钟内，NH3的平均反应速率0.005mol•L-1•min-1．
②图中10～20分钟曲线发生变化的可能原因是使用了催化剂或升温．
③判断该反应达到平衡状态的标志是bce（填字母）；
a．NH3的生成速率与H2生成速率相等
b．NH3百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．容器中混合气体的密度保持不变
e．气体的平均相对分子质量不变．

分析 ①根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率；
②由图象可知各组分物质的量变化增快，且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；
③当反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再改变．

解答 解：①v（NH3）=$\frac{\frac{0.1mol}{2L}}{10min}$=0.005mol•L-1•min-1，故答案为：0.005mol•L-1•min-1；
②由图可知，0-10分钟内△n（N2）=0.025mol×2=0.05mol；10-20分钟内△n′（N2）=0.025mol×4=0.1mol，速率之比等于物质的量之比，所以，0-10分钟与10到20分钟两个时间段中，N2的反应速率之比为0.05mol：0.1mol=1：2；
由图象可知各组分物质的量变化增快，且10min时变化是连续的，20min达平衡时，△n′（N2）=0.025mol×4=0.1mol，
△n（H2）=0.025mol×12=0.3mol，△n（NH3）=0.025mol×8=0.2mol，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或升温，
故答案为：使用了催化剂或升温；
③a．N2和NH3浓度是否相等取决于反应的起始量和转化的程度，不能判断是否达到平衡，故a错误；    
b．NH3百分含量保持不变，说明反应达到平衡状态，故b正确；
c．反应前后气体的物质的量不等，容器中气体的压强不变，说明达到平衡状态，故c正确；   
d．NH3的生成速率与H2的消耗速率相等，正逆反应速率不等，没有达到平衡状态，故d错误；
e．由于气体的质量不变，气体物质的量反应前后不同，所以气体的平均相对分子质量不变，说明反应物和生成物物质的量不变，反应达到平衡状态，故e正确；
故答案为：bce．

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．

练习册系列答案
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沸点/℃117.9117126.3
密度/g•cm-31.050.810.88
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