题目内容

【题目】一定温度下,定容密闭容器中0.4mol/LN2,1mol/LH2进行反应:N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g),10min反应达到平衡,此时测得N2浓度为0.2mol/L。

(1)10min内,用H2浓度变化来表示的反应速率为___,平衡时NH3的物质的量浓度为____;

(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是____

A.容器中密度不随时间变化而变化 B.容器中各物质的浓度保持不变

C.N2和NH3的消耗速率之比为2∶1 D.N2消耗速率与H2生成速率之比为3:1

(3)平衡时N2和H2的转化率之比为____;该反应的平衡常数表达式为K=____,该温度下反应的平衡常数是___。

【答案】0.06mol/( L·min) 0.4mol/L B 5:6 12.5(L/mol)2

【解析】

(1)利用三段式可知:N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)

开始时的浓度(mol/L) 0.4 1 0

改变的浓度(mol/L) 0.2 0.6 0.4

平衡时的浓度(mol/L) 0.2 0.4 0.4

故10min内,用H2浓度变化来表示的反应速率为=0.06 mol/( L·min),平衡时NH3的物质的量浓度为0.4mol/L;

(2)A、由于是恒容容器,总质量、总体积均不变,混合气体的密度保持不变,容器中密度不随时间变化而变化不能做为判断该反应达平衡的依据,选项A错误;

B、容器中各物质的浓度保持不变,则反应达到平衡状态,选项B正确;

C、N2和NH3的消耗速率之比为2∶1(应为1:2),则说明正逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,选项C错误;

D、N2消耗速率与H2生成速率之比为3:1(应为1:3),则说明正逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,选项D错误;

答案选B;

(3)根据(1)中数据可知,平衡时N2和H2的转化率之比为;反应N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)的平衡常数表达式为K=,该温度下反应的平衡常数K==12.5(L/mol)2。

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