Question

1．在某温度时按n（N₂）：n（H₂）=1：3的比例将混合气体投入密闭容器中反应：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0；
（1）在恒容条件下该反应达到化学平衡状态的依据是d（选填序号）．
a．υ（H₂）：υ（N₂）=3：1             b．n（N₂）：n（NH₃）=1：2
c．c（H₂）：c（NH₃）=3：2             d．容器内压强保持不变
（2）反应达到平衡后，某时刻改变下列条件a，在达到新平衡的过程中正反应速率始终增大．
a．升温     b．加压       c．增大c（N₂）         d．降低c（NH₃）
（3）某科研小组探究在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对合成NH₃反应的影响．实验结果如图所示：（图中T₂和T₁表示温度，n表示起始时H₂的物质的量）
①图象中T₂和T₁的关系是：T₂＜T₁（填“＞”、“＜”、“=”或“无法确定”）．
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最大的是c（填字母）．
③若容器容积为1L，b点对应的n=0.15mol，测得平衡时H₂的转化率为60%，则平衡时N₂的物质的量浓度为0.02 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（2）反应达到平衡后，a．升温，正逆反应速率都增大； b．加压，平衡逆向移动； c．增大c（N₂），平衡正向移动，正反应速率先增大，后减少；d．降低c（NH₃），平衡正向移动，所以正反应速率减小；
（3）①由图可知，n（H₂）相同时，T₂对应氨气含高，反应为放热反应，降低温度有利于生成氨气；
②a、b、c三点，n（H₂）越大，平衡正向移动的程度越大，N₂的转化率越大；
③起始体系中加入1molN₂、n=3molH₂，反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则转化的氢气为1.8mol，则
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；
开始（mol）：0.05    0.15        0
变化（mol）：0.03    0.09       0.06
平衡（mol）：0.02    0.06       0.06
以此解答．

解答 解：（1）a．只要反应发生，就有υ（H₂）：υ（N₂）=3：1，故错误；            
b．当体系达平衡状态时，n（N₂）：n（NH₃）可能是1：2，也可能不是，与各物质的初始浓度及转化率有关，故错误；
c．当体系达平衡状态时，c（H₂）：c（NH₃）可能是3：2，也可能不是，与各物质的初始浓度及转化率有关，故错误；
d．容器内压强保持不变，各物质的量不变，正逆反应速率相等，故正确；
故选：d；
（2）反应达到平衡后，a．升温，正逆反应速率都增大，故正确； b．加压，平衡逆向移动，故错误； c．增大c（N₂），平衡正向移动，正反应速率先增大，后减少，故错误；d．降低c（NH₃），平衡正向移动，所以正反应速率减小，故错误；故选a；
（3）①由图可知，n（H₂）相同时，T₂对应氨气含高，反应为放热反应，降低温度有利于生成氨气，则T₂＜T₁ ，故答案为：＜；
②a、b、c三点，n（H₂）越大，平衡正向移动的程度越大，N₂的转化率越大，c点时氢气的物质的量最大，c点N₂的转化率最高，故答案为：c；
③起始体系中加入0.05molN₂、n=0.15molH₂，反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则转化的氢气为1.8mol，则
           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；
开始（mol）：0.05    0.15        0
变化（mol）：0.03    0.09       0.06
平衡（mol）：0.02    0.06       0.06
所以平衡时N₂的物质的量浓度为0.02mol•L^-1，故答案为：0.02．

点评 本题考查化学平衡状态的判断、化学平衡的移动和化学平衡的计算等，题目难度中等，试题有利于培养学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识解决实际问题的能力，有一定的难度．