题目内容

10.在一密闭容器中发生反应N2+3H2?2NH3,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是ACDF(填选项).
A.t0~t1    B.t1~t2     C.t2~t3
D.t3~t4        E.t4~t5         F.t5~t6
(2)t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是(填选项).
A.增大压强     B.减小压强     C.升高温度
D.降低温度     E.加催化剂     F.充入氮气
t1时刻C;t3时刻E;
(3)依据(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是A(填选项).
A.t0~t1      B.t2~t3  C.t3~t4  D.t5~t6
(4)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20%,则反应后与反应前的混合气体体积之比为5:6.

分析 (1)根据图示结合v正=v逆,判断是否处于平衡状态;
(2)由图可知,t1正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率;t3时正逆反应速率均增加,且逆反应速率等于正反应速率;t4时正逆反应速率均减小,且逆反应速率大于正反应速率;
(3)由图可知,t1平衡逆向移动,t3不移动,根据移动结果分析;
(4)设反应前加入a mol N2,b mol H2,达平衡时生成2x mol NH3,根据三段式和氨气的体积分数计算.

解答 解:(1)根据图示可知,t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内,v正、v逆相等,反应处于平衡状态,故答案为:ACDF;
(2)由N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,可知,该反应为放热反应,且为气体体积减小的反应,则由图可知,t1正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,改变条件应为升高温度;t3时正逆反应速率均增大,且逆反应速率等于正反应速率,改变条件应为加催化剂,
故答案为:C;E;
(3)由图可知,t1平衡逆向移动,t3不移动,t4平衡逆向移动,均使氨气的含量减少,则t0~t1氨气的含量最大,
故答案为:A;
(4)设反应前加入a mol N2,b mol H2,达平衡时生成2x mol NH3,
     N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
起始 a       b         0
转化 x      3x        2x
平衡 a-x    b-3x      2x
则反应后气体总的物质的量=(a+b-2x)mol,$\frac{2x}{a+b-2x}$=0.2,解得:a+b=12x,故反应后与反应前的混合气体体积之比=$\frac{a+b-2x}{a+b}$=$\frac{12x-2x}{12x}$=$\frac{5}{6}$,
故答案为:5:6.

点评 本题考查影响化学反应速率的因素,注意把握反应的特点及图象分析是解答的关键,明确温度、压强、催化剂对反应速率的影响即可解答,题目难度不大.

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