Question

氮及其化合物在工农业生产生活中有重要作用
（1）在T℃时，将0.6molH₂和0.4molN₂置于容积为2 L的密闭容器中（压强为mPa）发生反应：3H₂+N₂?2NH₃△H＜0．若保持温度不变，某兴趣小组同学测得反应过程中容器内压强随时间变化如图所示：8 min内分钟NH₃的平均生成速率为

 

 mol?L^-1?min^-1．

（2）仍在T℃时，将0.6molH₂和0.4molN₂置于一容积可变的密闭容器中．
①下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是

 

（填序号）．
a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为l：3：2
b．3v正（N₂）=v逆（H₂）
c．3v正（H₂）=2v逆（NH₃）
d．混合气体的密度保持不变
e．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
②该条件下达到平衡时NH₃的体积分数与题（1）条件下NH₃的体积分数相比

 

（填“变大”“变小”或“不变”）．
③达到平衡后，改变某一条件使反应速率发生了如图所示的变化，改变的条件可能是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡建立的过程,反应速率的定量表示方法,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）在温度和体积一定的条件下，压强之比等于物质的量之比，所以平衡时气体总物质的量为0.8×（0.4+0.6）mol=0.8mol，根据N₂+3H₂?2NH₃△n=2可知，生成的氨气为0.2mol，再根据v=

△c

t

计算速率；
（2）①合成氨反应为体积减小的放热反应，根据平衡时的特征即正逆反应速率相等，组成不变等判断；
②在①中是恒容条件，而本题是恒压条件，根据合成氨反应为体积减小的可以判断；
③在图2中逆反应速率减小，正反应速率增大，据此判断．

解答： 解：（1）在温度和体积一定的条件下，压强之比等于物质的量之比，所以平衡时气体总物质的量为0.8×（0.4+0.6）mol=0.8mol，根据N₂+3H₂?2NH₃△n=2可知，生成的氨气为0.2mol，再根据v=

△c

t

计算得速率为

0.2mol 2L

8min

=0.0125mol?L^-1?min^-1，故答案为：0.0125；
（2）①合成氨反应为体积减小的放热反应，根据平衡时的特征即正逆反应速率相等，组成不变等判断，
a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比与起始量有关，与反应是否处于平衡状态无关，故a错误；
b．3v_正（N₂）=v_逆（H₂），反应速率等于计量数之比，说明正逆反应速率相等，故b正确；
c．反应处于平衡时，2v_正（H₂）=3v_逆（NH₃），故c错误；
d．反应前后压强不变，体积变化，质量守恒，所以混合气体的密度保持不变时说明反应已经处于平衡状态，故d正确；
e．反应前后质量守恒，物质的量变小，所以当容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化时，说明反应处于平衡状态，故e正确；
故选bde；
②在①中是恒容条件，而本题是恒压条件，达到平衡时压强比①中的大，而反应是体积减小，根据平衡移动原理，可知①中的大，故答案为：变大；
③在图2中逆反应速率减小，正反应速率增大，所以温度和压强都不变，因为温度和压强都只能使正逆反应速率都增大或都减小，所以改变的条件是只有增加反应物浓度，容器体积增大，所以在增大反应物浓度的同时生成物浓度减小，故选c．

点评：本题主要考查了化学反应速率的计算、平衡状态的判断、热化学反应方程式的书写、氧化还原反应的计算等知识点，难度中等，有一定的综合性．