Question

15．在容积不变的某2L的密闭容器中，充入H₂与N₂的混合气体共5mol，在一定条件下，5min后反应达到平衡，此时容器内的压强是反应前的$\frac{4}{5}$．则下列说法不正确的是（　　）

• A． 从反应开始到平衡时，用H₂表示的平均反应速率为0.15 mol•L^-1•min^-1
• B． 反应达到平衡时，NH₃的物质的量浓度是0.5 mol•L^-1
• C． 反应达到平衡时，N₂和H₂的物质的量之比一定为1：3
• D． 反应达到平衡时，反应物和生成物的总的物质的量之比为3：1

Answer 1

分析 5min后反应达到平衡，此时容器内的压强是反应前的$\frac{4}{5}$．由物质的量之比等于压强之比可知，平衡时物质的量为5mol×$\frac{4}{5}$=4mol，则
        3H₂+N₂?2NH₃
开始   x      y      0
转化  3n      n     2n
平衡 x-3n   y-n    2n
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=5}\\{x-3n+y-n+2n=4}\end{array}\right.$，解得n=0.5，
A．结合v=$\frac{△c}{△t}$计算；
B．结合c=$\frac{n}{V}$计算；
C．反应达到平衡时，N₂和H₂的物质的量之比为（x-3n）：（y-n）；
D．达到平衡时，反应物和生成物的总的物质的量分别为5-4n、2n．

解答 解：5min后反应达到平衡，此时容器内的压强是反应前的$\frac{4}{5}$．由物质的量之比等于压强之比可知，平衡时物质的量为5mol×$\frac{4}{5}$=4mol，设开始时氢气、氮气的物质的量分别为x、y，转化的氮气为n，则
        3H₂+N₂?2NH₃
开始   x      y      0
转化  3n      n     2n
平衡 x-3n   y-n    2n
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=5}\\{x-3n+y-n+2n=4}\end{array}\right.$，解得n=0.5，
A．开始到平衡时，用H₂表示的平均反应速率为$\frac{\frac{3×0.5mol}{2L}}{5min}$=0.15 mol•L^-1•min^-1，故A正确；
B．平衡时，NH₃的物质的量浓度是$\frac{2×0.5mol}{2L}$=0.5 mol•L^-1，故B正确；
C．反应达到平衡时，N₂和H₂的物质的量之比为（x-3n）：（y-n），x、y不确定，不能计算平衡时物质的量比，故C错误；
D．达到平衡时，反应物和生成物的总的物质的量分别为5-4n、2n，则物质的量之比为（5-4×0.5）：（2×0.5）=3：1，故D正确；
故选C．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握物质的量与压强的关系、化学平衡三段法、速率计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意起始时氮气、氢气的物质的量未知，题目难度不大．