Question

6．一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中充入1mol N₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），测得其中N₂（g）物质的量随时间变化如图．
①从开始反应到t₁时刻，氨气的平均反应速率为$\frac{0.5}{{t}_{1}}$mol/（L•min）．
②达到平衡时，氨气在反应混合物中的百分含量是60%．
③在t₃时刻，对于可逆反应所达状态，下列说法正确的有AC．
A．一个N≡N键断裂的同时，有6个N-H键断裂
B．密度不再改变
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
D．正反应速率v（H₂）=0.6mol/（L•min），逆反应速率v（NH₃）=0.2mol/（L•min）

Answer 1

分析 ①从开始反应到t₁时刻，参加反应的氮气为1.0mol-0.5mol=0.5mol，则生成氨气为1mol，结合v=$\frac{△c}{△t}$计算；
②达到平衡时，氮气的物质的量为0.25mol，结合反应可知，转化的氮气为0.75mol，转化的氢气为2.25mol，生成的氨气为1.5mol，结合物质的量计算含量；
③结合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡状态．

解答 解：①从开始反应到t₁时刻，参加反应的氮气为1.0mol-0.5mol=0.5mol，则生成氨气为1mol，氨气的平均反应速率为v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{1mol}{2L}}{{t}_{1}min}$=$\frac{0.5}{{t}_{1}}$mol/（L•min），
故答案为：$\frac{0.5}{{t}_{1}}$mol/（L•min）；
②达到平衡时，氮气的物质的量为0.25mol，结合反应可知，转化的氮气为0.75mol，转化的氢气为2.25mol，生成的氨气为1.5mol，则氨气在反应混合物中的百分含量是$\frac{1.5mol}{0.25mol+（3mol-2.25mol）+1.5mol}$×100%=60%，故答案为：60%；
③A．一个N≡N键断裂的同时，有6个N-H键断裂，可知正逆反应速率相同，为平衡状态，故A正确；
B．气体的质量、体积不变，则密度始终不改变，不能判定平衡状态，故B错误；
C．由M=$\frac{m}{n}$可知，混合气体的平均相对分子质量不再改变，则物质的量不变，为平衡状态，故C正确；
D．正反应速率v（H₂）=0.6mol/（L•min），逆反应速率v（NH₃）=0.2mol/（L•min），正逆反应速率之比为3：1，不等于化学计量数之比，不是平衡状态，故D错误；
故答案为：AC．

点评 本题考查化学平衡计算及平衡判定，为高频考点，把握图中物质的量的变化、反应速率计算、平衡特征为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意平衡的判定方法，题目难度不大．