Question

【题目】NH3水溶液呈弱碱性，并可用作农业化肥，现进行下列研究：

现将一定量的H2和N2充入10L的密闭容器中，在一定条件下使其发生反应，有关H2、N2、NH3三者的物质的量的变化与时间的关系如图所示：

（1）若t1 = 10min，则0至t1时间内H2物质的反应速率为_______________________；

（2）下列说法中，可以证明反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)已达到平衡状态的是__________。

①单位时间内生成n molN2的同时生成2n molNH3

②1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成

③1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成

④混合气体的压强不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

（3）根据图中曲线变化情况判断，t1时刻改变的反应条件可能是________（填下列各项序号）

a．加入了催化剂 b．降低了反应的温度 c．向容器中又充入了气体N2

（4）平衡时N2的转化率为____________，容器内总压强是反应前的__________倍。

Answer 1

【答案】 0.0015mol/(L·min) ①②④⑥ a 50% 0.67

【解析】（1）若t1 = 10min，则0至t1时间内H2物质的反应速率为=0.0015mol/(L·min)；（2）①. 单位时间内n个N2生成的同时，有2n个NH3的分解，有2n个NH3生成，所以 氨气正逆反应速率相等，则该反应达到平衡状态，选项①正确；②1个N≡N键断裂，有3个H—H键断裂，同时有3个H—H键形成，则该反应达到平衡状态，选项②正确；③无论该反应是否达到平衡状态，1个N≡N键断裂的同时有6个N—H键形成，所以不能据此判断该反应是否达到平衡状态，选项③错误；④该反应正方向为气体体积缩小的方向，混合气体的压强不再改变的状态，说明气体的总物质的量不再改变，说明该反应达到平衡状态，选项④正确；⑤该反应在密闭恒容中进行，气体的总质量和容器的体积不变，故混合气体的密度始终不改变，所以不能据此判断该反应是否达到平衡状态，选项⑤错误；⑥混合气体的总质量不变，但只有达到平衡，气体的总物质的量才保持不变，其平均相对分子质量不再改变的状态，则说明该反应达到平衡状态，选项⑥正确；答案选①②④⑥；从题目图示还看出，在t1时，改变了某一反应条件C、D、乙三种物质的物质的量都发生了突变，然后快速达到了平衡状态，结合已有知识和题目给出的选项可知，引起这种改变的条件应该是加入了催化剂。答案选a；（4）根据图中信息可知，平衡时N2的转化率为×100%=50%；容器内总压强是反应前的=0.67倍。