Question

反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H＜0在等容条件下进行．改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示．下列说法不正确的是（　　）

• A、第Ⅱ阶段反应温度（T₂）和第Ⅲ阶段反应温度（T₃）：T₂＜T₃
• B、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段H₂的转化率：α_Ⅰ（H₂）＞α_Ⅱ（H₂）＞α_Ⅲ（H₂）
• C、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段平均反应速率：v_Ⅰ（N₂）＞v_Ⅱ（N₂）＞v_Ⅲ（N₂）
• D、第Ⅱ阶段采取的措施是将NH₃从第Ⅰ阶段平衡混合物中分离出去

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：A．根据第Ⅱ阶段、第Ⅲ阶段各组分的浓度变化判断改变条件，然后得出第Ⅱ阶段、第Ⅲ阶段的反应温度；
B．根据各段氢气的浓度的变化可计算转化率；
C．根据化学反应速率为单位时间浓度的变化值，可计算三个阶段用氮气表示的化学反应速率，据此判断；
D．第Ⅱ阶段氨气是从0开始的，瞬间氮气、氢气浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了氨气，即减少生成物浓度，平衡正向移动．

解答： 解：A．第Ⅲ阶段的开始与第Ⅱ阶段的平衡各物质的量均相等，根据氮气、氢气的量减少，氨气的量增加可判断平衡是正向移动的，根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的，另外题目所给条件容器的体积不变，则改变压强也不可能，因此一定为温度的影响，此反应正向为放热反应，可以推测为降低温度，所以达到平衡后温度一定比第Ⅱ阶段平衡时的温度低，即：T₂＜T₃，故A错误；
B．H₂的平衡转化率α_Ⅰ（H₂）=

6mol/L-3mol/L

6mol/L

×100%=50%，α_Ⅱ（H₂）=

3mol/L-1.86mol/L

3mol/L

×100%=38%，α_Ⅲ（H₂）=

1.86mol/L-1.5mol/L

1.86mol/L

×100%=19.4%，则三个阶段H₂的转化率大小为：α_Ⅰ（H₂）＞α_Ⅱ（H₂）＞α_Ⅲ（H₂），故B正确；
C．v_Ⅰ（N₂）=

2mol/L-1mol/L

20min

=0.05mol/（L?min），v_Ⅱ（N₂）=

1mol/L-0.62mol/L

15min

=0.0253mol/（L?min），v_Ⅲ（N₂）=

0.62mol/L-0.5mol/L

10min

=0.012mol/（L?min），故N₂的平均反应速率关系为：v_Ⅰ（N₂）＞v_Ⅱ（N₂）＞v_Ⅲ（N₂），故C正确；
D．第Ⅱ阶段氨气是从0开始的，瞬间氮气、氢气的浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了氨气，即减少生成物浓度，平衡正向移动，故D正确；
故选A．

点评：本题考查化学反应速率与化学平衡图象、化学平衡有关计算、化学反应速率、化学平衡影响因素等，题目难度中等，A为易错点，学生容易只考虑改变瞬间各物质的浓度，忽略平衡时各物质浓度的变化量．