Question

17．500℃、20MPa时，将H₂和N₂置于一容积为2L的密闭容器中发生反应：3H₂+N₂?2NH₃△H＜0．反应过程中H₂、N₂和NH₃物质的量变化如图所示，据图判断下列叙述不正确的是（　　）

• A． 反应开始到第一次平衡时，N₂的平均反应速率为0.062 5 mol•L^-1•min^-1，H₂的转化率为75%
• B． 反应35 min时，达到第二次平衡时，反应的平衡常数：K=$\frac{0.1{5}^{2}}{0.07{5}^{3}•0.125}$
• C． 从曲线变化可以看出，反应进行到10～20 min时可能采取的措施是使用了催化剂
• D． 从曲线变化可以看出，反应进行至25 min时，采取的措施是分离出0.1 mol的氨气，平衡向正方向移动

Answer 1

分析 A．第一次平衡时，时间为20min，氮气的物质的量由0.4mol变为0.25mol，容器容积为2L，根据速率及其转化率公式可计算出氮气的速率；
B．反应达到第一次平衡时，c（NH₃）=$\frac{0.3mol}{2L}$=0.15mol/L，c（H₂）=$\frac{0.15mol}{2L}$=0.075mol/L，c（N₂）=$\frac{0.25mol}{2L}$=0.125mol/L，然后根据平衡常数表达式计算；
C．根据图象知，平衡向正反应方向移动，10min时是连续的，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明为使用催化剂；
D.25分钟，NH₃的物质的量突然减少，而H₂、N₂的物质的量不变，说明应是分离出NH₃；

解答 解：A．第一次平衡时，时间为20min，氮气的物质的量由0.4mol变为0.25mol，容器容积为2L，v（N₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.4mol-0.25mol}{2L×20min}$=0.00375mol/（L•min），H₂的转化率=$\frac{转化量}{总量}$×100%=$\frac{0.6-0.15}{0.6}$×100%=75%，故A错误；
B．反应达到第一次平衡时，c（NH₃）=$\frac{0.3mol}{2L}$=0.15mol/L，c（H₂）=$\frac{0.15mol}{2L}$=0.075mol/L，c（N₂）=$\frac{0.25mol}{2L}$=0.125mol/L，所以K=$\frac{0.1{5}^{2}}{0.07{5}^{3}•0.125}$，故B正确；
C．由图象可知各组分物质的量变化增加，且10min时变化是连续的，20min达平衡时，△n（N₂）=0.4-0.25=0.15mol，△n（H₂）=0.6mol-0.15mol=0.45mol，△n（NH₃）=0.3mol，物质的量变化之比等于化学计量数之比，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明10min可能改变的条件是使用催化剂，故C正确；
D.25分钟，NH₃的物质的量突然减少，而H₂、N₂的物质的量不变，说明应是分离出NH₃，故D正确；
故选A．

点评 本题考查化学平衡的计算、平衡移动以及平衡状态的判断，题目难度中等，注意对图象的分析．