Question

在一密闭容器中发生反应N₂+3H₂??2NH₃，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示：回答下列问题：
（1）处于平衡状态的时间段是

 

（填选项）．
A．t₀～t₁　　　B．t₁～t₂　　　C．t₂～t₃
D．t₃～t₄　　　  E．t₄～t₅　　　  F．t₅～t₆
（2）t₁、t₃、t₄时刻分别改变的一个条件是（填选项）．
A．增大压强  B．减小压强  C．升高温度
D．降低温度  E．加催化剂  F．充入氮气
t₁时刻

 

；t₃时刻

 

；t₄时刻

 

．
（3）依据（2）中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是

 

（填选项）．
A．t₀～t₁  B．t₂～t₃
C．t₃～t₄  D．t₅～t₆
（4）如果在t₆时刻，从反应体系中分离出部分氨，t₇时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线．
（5）一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20%，则反应后与反应前的混合气体体积之比为

 

．

Answer 1

考点：化学反应速率与化学平衡图象的综合应用,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据图示结合v_正=v_逆，判断是否处于平衡状态；
（2）由图可知，t₁正逆反应速率均增大，且逆反应速率大于正反应速率；t₃正逆反应速率同等程度的增大；t₄时正逆反应速率均减小，且逆反应速率大于正反应速率；
（3）由图可知，t₁平衡逆向移动，t₃不移动，t₄平衡逆向移动，根据移动结果分析；
（4）t₆时刻分离出部分NH₃，v_逆立刻减小，而v_正逐渐减小，在t₇时刻二者相等，反应重新达平衡，据此可画出反应速率的变化曲线；
（5）设反应前加入a mol N₂，b mol H₂，达平衡时生成2x mol NH₃，根据三段式和氨气的体积分数计算．

解答： 解：（1）根据图示可知，t₀～t₁、t₂～t₃、t₃～t₄、t₅～t₆时间段内，v_正、v_逆相等，反应处于平衡状态，故答案为：ACDF；
（2）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，可知，该反应为放热反应，且为气体体积减小的反应，则由图可知，t₁正逆反应速率均增大，且逆反应速率大于正反应速率，改变条件应为升高温度；
t₃正逆反应速率同等程度的增大，改变条件应为使用催化剂；
t₄时正逆反应速率均减小，且逆反应速率大于正反应速率，改变条件应为减小压强，
故答案为：C；E；B；
（3）由图可知，t₁平衡逆向移动，t₃不移动，t₄平衡逆向移动，均使氨气的含量减少，则t₀～t₁氨气的含量最大，
故答案为：A；
（4）t₆时刻分离出部分NH₃，v_逆立刻减小，而v_正逐渐减小，在t₇时刻二者相等，反应重新达平衡，据此可画出反应速率的变化曲线为：
，故答案为：；
（5）设反应前加入a mol N₂，b mol H₂，达平衡时生成2x mol NH₃，
      N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始   a      b         0 
转化   x      3x        2x
平衡  a-x     b-3x      2x
则反应后气体总的物质的量=（a+b-2x）mol，

2x

a+b-2x

=0.2，解得：a+b=12x，故反应后与反应前的混合气体体积之比=

a+b-2x

a+b

=

12x-2x

12x

=

5

6

，
故答案为：5：6．

点评：本题考查影响化学反应速率的因素，注意把握反应的特点及图象分析是解答的关键，明确温度、压强、催化剂对反应速率的影响即可解答，题目难度不大．