Question

3．在一定溫度下，發(fā)生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），起始時，充入的N₂和H₂的物質的量分別是3.0mol和6.0mol，2min后反應達到平衡，平衡時NH₃的物質的量與H₂的物質的量相等，已知容器的容積為5.0L且不可變，試回答下列問題：
（1）其達到平衡狀態(tài)的標志是B．
①氨的生成速率與氨的分解速率相等
②斷開1個N≡N鍵的同時有6個N-H鍵生成
③N₂、H₂、NH₃的體積分數不再變化
④氣體的總壓強不變
⑤N₂、H₂、NH₃分子數之比為1：3：2
⑥N₂、H₂和NH₃的濃度相等
⑦v（N₂）=$\frac{1}{3}$v（H₂）
⑧v_正（N₂）=$\frac{1}{3}$v_逆（H₂）
⑨混合物的密度不變
⑩混合物的平均相對分子質量不變
A、①③④⑤⑦⑩B、①③④⑧⑩C、①③④⑤⑧⑩D、全部
（2）從反應開始到達到平衡用N₂表示該反應的速率為：0.12mol•L^-1•min^-1．
（3）平衡時H₂的物質的量濃度為0.48mol•L^-1．
（4）H₂的轉化率是60%．
（5）平衡時混合氣體中NH₃的體積分數是36.4%（保留一位小數）．

Answer 1

分析 （1）①氨的生成速率與氨的分解速率相等，說明正逆反應速率相等，反應達平衡狀態(tài)；
②斷開1個N≡N鍵的同時有6個N-H鍵生成，都體現(xiàn)的正反應的方向；
③N₂、H₂、NH₃的體積分數不再變化，說明各物質的量不變反應達平衡狀態(tài)；
④氣體的總壓強不變，說明各物質的量不變，反應達平衡狀態(tài)；
⑤化學平衡狀態(tài)時，N₂、H₂、NH₃分子數之比可能為1：3：2，也可能不是，都起始的投料量與轉化率有關；
⑥平衡時N₂、H₂和NH₃的濃度不變，而不是相等；
⑦v（N₂）=$\frac{1}{3}$v（H₂），未體現(xiàn)正與逆的關系；
⑧v_正（N₂）=$\frac{1}{3}$v_正（H₂）=$\frac{1}{3}$v_逆（H₂），所以正逆反應速率相等，反應達平衡狀態(tài)；
⑨混合物的密度一直不變；
⑩混合物的平均相對分子質量不變，說明氣體的物質的量不變，反應達平衡狀態(tài)；
（2）起始時充入的N₂和 H₂ 的物質的量分別是3.0mol和6.0mol，平2min后反應達到平衡，平衡時NH₃的物質的量與H₂的物質的量相等，則
           N₂+3H₂ ?2NH₃ 
開始：3.0     6.0       0
轉化：a      3a         2a
平衡：3.0-a   6-3a      2a
則：6-3a=2a，所以a=1.2mol，由此分析解答：（2）、（3）、（4）、（5）．

解答 解：（1）①氨的生成速率與氨的分解速率相等，說明正逆反應速率相等，反應達平衡狀態(tài)，故正確；
②斷開1個N≡N鍵的同時有6個N-H鍵生成，都體現(xiàn)的正反應的方向，故錯誤；
③N₂、H₂、NH₃的體積分數不再變化，說明各物質的量不變反應達平衡狀態(tài)，故正確；
④氣體的總壓強不變，說明各物質的量不變，反應達平衡狀態(tài)，故正確；
⑤化學平衡狀態(tài)時，N₂、H₂、NH₃分子數之比可能為1：3：2，也可能不是，都起始的投料量與轉化率有關，故錯誤；
⑥平衡時N₂、H₂和NH₃的濃度不變，而不是相等，故錯誤；
⑦v（N₂）=$\frac{1}{3}$v（H₂），未體現(xiàn)正與逆的關系，故錯誤；
⑧v_正（N₂）=$\frac{1}{3}$v_正（H₂）=$\frac{1}{3}$v_逆（H₂），所以正逆反應速率相等，反應達平衡狀態(tài)，故正確；
⑨混合物的密度一直不變，故錯誤；
⑩混合物的平均相對分子質量不變，說明氣體的物質的量不變，反應達平衡狀態(tài)，故正確；
故選：B；
（2）起始時充入的N₂和 H₂ 的物質的量分別是3.0mol和6.0mol，平2min后反應達到平衡，平衡時NH₃的物質的量與H₂的物質的量相等，則
           N₂+3H₂ ?2NH₃ 
開始：3.0     6.0       0
轉化：a      3a         2a
平衡：3.0-a   6-3a      2a
則：6-3a=2a，所以a=1.2mol，
從反應開始到達到平衡用N₂表示該反應的速率為：$\frac{\frac{1.2mol}{5.0L}}{2min}$mol•L^-1•min^-1=0.12mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.12；
（3）平衡時H₂的物質的量濃度為$\frac{6-3×1.2}{5}$mol•L^-1=0.48 mol•L^-1，故答案為：0.48；
（4）H₂的轉化率是 $\frac{3×1.2}{6}×100%$=60%，故答案為：60%；
（5）平衡時混合氣體中NH₃的體積分數是 $\frac{2×1.2}{3+6-2×1.2}×100%$=36.4%，故答案為：36.4．

點評 本題考查化學平衡的計算，明確化學平衡三段法計算格式及轉化率、體積分數的計算方法即可解答，注意格式規(guī)范，題目難度不大．