Question

17．恒温下，在容积不变的密闭容器中将N₂和H₂混合，使其在一定条件下发生反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），并达到化学平衡，根据表中数据回答有关问题

物质的量浓度	N2	H2	NH3
起始/mol•L-1	a	6	0
转化/mol•L-1	b	c	d
平衡/mol•L-1	1	e	3

（1）表中a=2.5，e=1.5
（2）若反应经3min达到平衡，则反应速率v（N₂）=0.5mol•L^-1•min^-1；
（3）该反应体系的起始状态与平衡状态的压强之比为17：11；
（4）上述反应过程中，如果降低温度，则反应速度减小（填“增大”或“减小”“不变”）．
（5）下列各项中，可以说明上述反应达到平衡的是BCD（填序号）
A．混合气体的密度不再变化
B．混合气体的压强不再变化
C．N₂的正反应速率等于逆反应速率
D．N₂的浓度保持恒定不变．

Answer 1

分析 利用三段式列式计算，
              N₂ +3H₂ ?2NH₃
起始（mol/L） 2.5   6    0
转化（mol/L） 1.5  4.5  3
平衡（mol/L） 1    1.5   3
（1）所以对比表中的相关数据可知a=2.5，e=1.5；
（2）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率；
（3）压强之比等于物质的量之比，在体积相等的条件下也等于浓度之比，据此答题；
（4）影响反应速率的因素分析，降低温度反应速率减小；
（5）反应是气体体积减小的放热反应，当达到平衡时，正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，及其衍生的定量关系．

解答 解：利用三段式列式计算，
              N₂ +3H₂ ?2NH₃
起始（mol/L） 2.5   6    0
转化（mol/L） 1.5  4.5   3
平衡（mol/L） 1    1.5   3
（1）所以对比表中的相关数据可知a=2.5，e=1.5，故答案为：2.5；1.5；
（2）根据v=$\frac{△c}{△t}$可计算出v（N₂）=$\frac{1.5mol/L}{3min}$=0.5mol/（L．min），故答案为：0.5mol/（L．min）；
（3）该体系在起始时总浓度为2.5mol/L+6mol/L=8.5mol/L，平衡后的总浓度为1mol/L+1.5mol/L+3mol/L=5.5mol/L，根据压强之比等于物质的量之比，在体积相等的条件下也等于浓度之比，可知起始状态和平衡状态的压强比为8.5：5.5=17：11，故答案为：17：11；
（4）影响反应速率的因素分析，降低温度反应速率减小，故答案为：减小；
（5）A．气体质量和体积不变，无论该反应是否达到平衡状态，容器内密度始终不变，所以混合气体的密度不再变化不能判断平衡状态，故A错误；
B．该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，当容器内压强保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，混合气体的压强不再变化说明反应达到平衡状态，故B正确；
C．N₂的正反应速率等于逆反应速率，反 应达到平衡状态，故C正确；
D．N₂的浓度保持恒定不变是反应达到平衡的标志，故D正确；
故答案为：BCD．

点评 本题主要考查了平衡状态的判断、反应速率的计算、气体压强之比等于物质的量之比等知识点，中等难度，掌握基础是关键．