Question

12．在一密闭体系中发生下列反应：N₂+3H₂?2NH₃ △H＜0，如图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图：
回答下列问题：
（1）处于平衡状态的时间段是t₀～t₁，t₂～t₃，t₃～t₄，t₅～t₆．
（2）t₁、t₃、t₄时刻体系中分别对应的条件变化为：升高温度，使用催化剂，减小压强；
（3）下列各时间段时，氨的百分含量最高的是A．
A．t₀～t₁     B．t₂～t₃    C．t₃～t₄     D．t₅～t₆
（4）对于上述反应，起始时加入1mol N₂和3mol H₂，在恒温恒压条件下反应达到平衡时生成a mol NH₃，在恒温恒容条件下，达到平衡时生成b mol NH₃，则a和b的大小关系为a＞b
（5）对于上述反应，在恒温恒容条件下，起始时充入2mol N₂和3mol H₂，达到平衡时生成b mol NH₃，若相同条件下，起始时充入x mol N₂，y mol H₂，z mol NH₃，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变，则x、y、z 取值必须满足的一般条件为：x+0.5z=2，y+1.5z=3；（一个只含x，z；另一个只含y，z）

Answer 1

分析 （1）从平衡状态的本质特征分析，可逆反应达到平衡时，正逆反应速率相等；
（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正逆反应速率同等程度的增大；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）随着反应的进行，生成的氨气逐渐增多，氨气的体积分数逐渐增大；
（4）恒压条件下反应，与恒容条件相比，恒压下的压强大于恒容时的压强，平衡向着正向移动；
（5）依据极值转化为起始量，满足“等量等效”分析．

解答 解：（1）从平衡状态的本质特征分析，可逆反应达到平衡时，正逆反应速率相等，时间处于t₀～t₁，t₂～t₃，t₃～t₄，t₅～t₆时，正逆反应速率相等，则说明反应达到平衡状态，故答案为：t₀～t₁，t₂～t₃，t₃～t₄，t₅～t₆；
（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，改变条件应为升高温度；
t₃正逆反应速率同等程度的增大，改变条件应为使用催化剂；
t₄时正逆反应速率均减小，且逆反应速率大于正反应速率，改变条件应为减小压强，
故答案为：升高温度；使用催化剂；减小压强；
（3）随着反应的进行，生成的氨气逐渐增多，氨气的体积分数逐渐增大，反应进行到最大时间时，生成的氨气最多，氨的体积分数最高，故答案为：A；
（4）由于该反应是体积减小的反应，恒压时的压强大于恒容条件下的压强，压强增大，平衡向着正向移动，所以a＞b，故答案为：a＞b；
（5）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量 2      3       0
起始量 x      y       z
转化量 x+0.5z y+1.5z   0
XYZ满足关系为：x+0.5z=2，y+1.5z=3
故答案为：x+0.5z=2；y+1.5z=3．

点评 本题考查化学反应速率的变化曲线以及等效平衡，掌握恒温、恒容下前后气体体积不等的可逆反应等效平衡的条件时解题的关键，题目难度中等，注意化学方程式的特点，判断温度、压强对反应平衡移动的影响，结合外界条件对反应速率的影响分析．