题目内容
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
0.005mol?L-1?min-1
．（2）反应处于平衡状态的时间是：
20-25min，35-40min
20-25min，35-40min
．（3）图中10～20分钟曲线发生变化的可能原因是
使用了催化剂
使用了催化剂
．（4）第25分钟，平衡改变的条件是
分离出0.1molNH3
分离出0.1molNH3
，此时正反应速率减小
减小
（填增大、减小或不变），重新达平衡后，NH3的体积分数比原平衡增大
增大
（填大、小或不变）．（5）判断该反应达到平衡状态的标志是
bc
bc
（填字母）；a．N2和NH3浓度相等
b．NH3百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．NH3的生成速率与H2的消耗速率相等
e．容器中混合气体的密度保持不变．
分析：（1）根据v=
计算反应速率；
（2）达到平衡状态时，物质的量不变，以此判断达到平衡的时间段；
（3）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；
（4）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；
（5）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．
| △c |
| △t |
（2）达到平衡状态时，物质的量不变，以此判断达到平衡的时间段；
（3）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；
（4）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；
（5）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：（1）v（NH3）=
=0.005mol?L-1?min-1，故答案为：0.005mol?L-1?min-1；
（2）由图象可以看出，当反应进行到时20-25min，35-40min，各物质的量不变，说明反应达到平衡状态，
故答案为：20-25min，35-40min；
（3）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，
故答案为：使用了催化剂；
（4）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，生成物的浓度减小，平衡向正反应方向进行，正反应速率减小，重新达平衡后，NH3的体积分数比原平衡大，
故答案为：分离出0.1molNH3； 减小；增大；
（5）a．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．由于气体的质量和容器的体积不变，则无论是否达到平衡状态，容器中混合气体的密度都保持不变，故e错误．
故答案为：bc．
| ||
| 10min |
（2）由图象可以看出，当反应进行到时20-25min，35-40min，各物质的量不变，说明反应达到平衡状态，
故答案为：20-25min，35-40min；
（3）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，
故答案为：使用了催化剂；
（4）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，生成物的浓度减小，平衡向正反应方向进行，正反应速率减小，重新达平衡后，NH3的体积分数比原平衡大，
故答案为：分离出0.1molNH3； 减小；增大；
（5）a．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．由于气体的质量和容器的体积不变，则无论是否达到平衡状态，容器中混合气体的密度都保持不变，故e错误．
故答案为：bc．
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．
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