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【题目】化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。

(1)某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究,反应的方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。在1L蜜闭容器中加入0.1molN2和0.3molH2,实验①、②、③中c(N2)随时间(t)的变化如图所示:

实验②从初始到平衡的过程中,该反应的平均反应速率v(NH3)=___;与实验①相比,实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的___(填字母编号)。

a.增大压强 b.减小压强 c.升高温度 d.降低温度 e.使用催化剂

(2)800K时向下列起始体积相同的密闭容器中充入2molN2、3molH2,甲容器在反应过程中保持压强不变,乙容器保持体积不变,丙是绝热容器,三容器各自建立化学平衡。

①达到平衡时,平衡常数K甲___K乙___K丙(填“>”“<“或“=”)。

②达到平衡时N2的浓度c(N2)甲___c(N2)乙,c(N2)乙___c(N2)丙(填“>”<”或“=”)

③对甲、乙、丙三容器的描述,以下说法正确的是___。

A.乙容器气体密度不再变化时,说明此反应已达到平衡状态

B.在甲中充入稀有气体He,化学反应速率加快

C.向甲容器中充入氨气,正向速率减小,逆向速率增大

D.丙容器温度不再变化时说明已达到平衡状态

【答案】0.008molL-1min-1 ec = > > < CD

【解析】

(1)根据计算反应速率,根据图象可知②到达平衡的时间比①短,到达平衡时N2的浓度与①相同,化学平衡不移动,故②与①相比加了催化剂,①和③比较可知,③的速率比①大,平衡时氮气的浓度高,即平衡逆向移动,故③升高了温度;
(2)①甲乙容器温度不变,平衡常数不变,丙容器绝热,温度升高平衡逆向进行,平衡常数减小;
②乙容器保持体积不变,随着反应的进行,压强减小,甲容器在反应过程中保持压强不变,故甲对于乙来说,相当于增大压强,平衡正向移动;丙容器绝热,温度升高平衡逆向进行;
③运用化学平衡标志解答。

(1)根据像可知,②在10min时达到平衡,此时氮气的浓度变化为0.04mol/L,根据方程式或知,氨气的浓度变化了0.08mol/L,则:;

根据图象可知②到达平衡的时间比①短,到达平衡时N2的浓度与①相同,化学平衡不移动,故②与①相比加了催化剂,故e正确;①和③比较可知,③的速率比①大,平衡时氮气的浓度高,即平衡逆向移动,反应为放热反应,故③升温平衡逆向进行,故c正确,故答案为:0.008molL-1min-1;ec;

(2)①甲乙容器温度不变,平衡常数不变,丙容器绝热,温度升高平衡逆向进行,平衡常数减小,故K甲=K乙>K丙;故答案为:=;>;

②甲容器在反应过程中保持压强不变,故容器体积减小,氮气的浓度增大;乙容器保持体积不变,随着反应的进行,压强减小;丙容器绝热,温度升高平衡逆向进行,故达到平衡时N2的浓度c(N2)甲>c(N2)乙<c(N2)丙,故答案为:>;<;

③A.气体的总质量一定,体积一定,故乙容器气体密度不再变化时,不能说明此反应已达到平衡状态,故A错误;

B.在甲中充入稀有气体He,体积增大,原体系的压强减小,化学反应速率减慢,故B错误;

C.向甲容器中充入氨气,体积增大,氢气和氮气的浓度减小,氨气的浓度增大,故正向速率减小,逆向速率增大,故C正确;

D.丙容器绝热,故丙容器温度不再变化时说明已达平衡状态,故D正确;

故答案为CD。

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