题目内容

11．合成氨工业中制取原料H2涉及以下两个反应：在某个恒温、恒容的密闭容器中同时进行下列两个可逆反应：
（甲）C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）；（乙）CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）．
（1）当下列物理量不再发生变化时，能表示（甲）（乙）均达到化学平衡状态的是B
①混合气体的密度   
②混合气体的压强
③混合气体的平均相对分子质量④炭的质量    
⑤v（CO）=v（CO2）
A．①②③B．①②③④C．①②③④⑤D．①③④⑤
（2）在2L定容密闭容器中通入1mol N2（g）和3mol H2（g），发生反应：3H2（g）+N2（g）?2NH3（g）（放热反应）
测得压强-时间图象如图甲，测得p2=0.8p1，此时温度与起始温度相同，在达到平衡前某一时刻（t1）若仅改变一种条件，得到如图乙图象．

①如图甲，反应开始至平衡时NH3的平均反应速率为0.08mol/（L•min）平衡时氢气的转化率为40%．
②如图乙，下列说法正确的是AC（填字母）
A．t1时刻可能是加入了催化剂B．改变条件可以使H2100%转化为NH3
C．增大N2的浓度，可以提高H2的转化率  D．t2时刻，N2的浓度与NH3的浓度之比为1：2．

分析 （1）化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量不变，注意该反应中A为固体以及反应中气体的化学计量数的关系；
（2）①依据化学平衡的三段式列式计算得到平衡物质的量，根据$v=\frac{△c}{△t}$计算；
②A．t1时刻反应速率加快；
B．可逆反应反应物转化率不可能为100%；
C．增大一种反应物的浓度，可以增大另一种反应物的转化率；  
D．t2时刻，反应进行的程度未知．

解答 解：（1）反应（甲）C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）；（乙）CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），当下列物理量不再发生变化时，
①在恒容体系中混合气体的密度，说明气体的质量不变，正逆反应速率相等，故正确；
②两边的气体计量数不相等，若容器内压强保持不变，说明达平衡状态，故正确；
③反应前后混合气体的平均相对分子质量改变的反应，当混合气体的平均相对分子质量不变时，该反应达到平衡状态，所以能判断是否达到平衡状态，故正确；
④各组分的量不再改变，说明达平衡状态，故正确；
⑤CO和CO2系数相同，v（CO）=v（CO2）始终成立，不能说明达平衡状态，故错误；
故答案为：B；
（2）①p2=0.8p1，平衡时气体物质的量为起始物质的量的0.8倍，混合气体总物质的量为（1+3）×0.8=3.2mol，
          3H2（g）+N2（g）?2NH3（g）（放热反应）
起始（mol）3       1        0
变化（mol）3x      x        2x
平衡（mol）3-3x    1-x      2x
（3-3x）+（1-x）+2x=3.2，解得x=0.4，
反应开始至平衡时NH3的平均反应速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{2×0.4}{2}}{5}$=0.08mol/（L•min），
平衡时氢气的转化率为$\frac{3×0.4}{3}×100%$=40%，
故答案为：0.08mol/（L•min）；40%；
②A．t1时刻反应速率加快，可能是加入了催化剂，故正确；
B．可逆反应反应物转化率不可能为100%，故错误；
C．增大一种反应物的浓度，可以增大另一种反应物的转化率，故增大N2的浓度，可以提高H2的转化率，故正确；  
D．t2时刻，反应进行的程度未知，故错误．
故答案为：AC．

点评 本题考查了化学平衡的计算应用，主要是平衡浓度、反应速率概念的计算应用，掌握基础是关键，题目较简单．

练习册系列答案
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12345678
CH4C2H4C3H8C4H8C6H12C7H16C8H16
A．7B．8C．9D．10
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元素代号XYZMRQ
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（5）J→K的化学方程是．

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