Question

18．在容積均為500mL的Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三個(gè)密閉容器（容器體積恒定不變）中分別充入1molN₂和2.5molH₂，三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為T₁，T₂，T₃，且恒定不變．在其他條件相同的情況下發(fā)生反應(yīng)：N₂+3H₂?2NH₃△H＜0．實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)均進(jìn)行到t min時(shí)N₂的體積分?jǐn)?shù)如圖所示．下列說法正確的是（　�。�

• A． 當(dāng)v（H₂）=3v（N₂）時(shí)．可以說明三個(gè)容器中的反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)
• B． 在t min時(shí)，一定達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是III
• C． 在t min時(shí)測(cè)得Ⅲ中c（N₂）=1mol•L^-1，若再向Ⅲ中充人1.5molN₂和1molNH₃，H₂的轉(zhuǎn)化率增大
• D． 三個(gè)容器中的反應(yīng)均達(dá)到平衡后．氨氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ

Answer 1

分析 A、沒有指明H₂和N₂的正逆反應(yīng)速率；
B、根據(jù)溫度越高反應(yīng)速率越快，相同時(shí)間內(nèi)氮?dú)獾暮�量越低，tmin時(shí)，氮?dú)獾暮�量Ⅲ比Ⅱ高，故Ⅲ到達(dá)平衡；
C、在一定溫度和有催化劑存在的條件下，將1molN₂和2.5molH₂放入500mL密閉容器中，Ⅲ達(dá)到平衡，平衡后N₂的濃度為1mol/L，利用三段式法計(jì)算平衡常數(shù)，結(jié)合濃度商和平衡常數(shù)比較分析判斷平衡移動(dòng)方向解決；
D、根據(jù)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)．

解答 解：A、若為一個(gè)表示正反應(yīng)速率、另一個(gè)表示逆反應(yīng)速率，反應(yīng)到達(dá)平衡，若為同方向速率，選項(xiàng)A中關(guān)系式在任何情況下都成立，不能說明到達(dá)平衡，沒有指明H₂和N₂的正逆反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B、由于不能確定容器II中氮?dú)馐欠襁_(dá)到最小值，因此不能確定II是否達(dá)到平衡狀態(tài)，若未達(dá)平衡，溫度越高反應(yīng)速率越快，相同時(shí)間內(nèi)氮?dú)獾暮�量越低，tmin時(shí)，氮?dú)獾暮�量Ⅲ比Ⅱ高，故Ⅲ到達(dá)平衡，故B正確；
C、在一定溫度和有催化劑存在的條件下，將1molN₂和2.5molH₂放入500mL密閉容器中，Ⅲ達(dá)到平衡，平衡后N₂的濃度為1mol/L，則：
              N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始（mol/L）：2       5        0
變化（mol/L）：1       3        2
平衡（mol/L）：1       2        2
K=$\frac{2{\;}^{2}}{1×2{\;}^{3}}$=0.5，保持溫度不變，再向容器中同時(shí)充入1.5mol氮?dú)夂?mol氨氣，則此時(shí)N₂的濃度=1mol/L+$\frac{1.5mol}{0.5L}$=4mol/L，NH₃的濃度=2mol/L+$\frac{1mol}{0.5L}$=4mol/L，故濃度冪Q_c=$\frac{4{\;}^{2}}{4×2{\;}^{3}}$=0.5=K，則平衡不移動(dòng)，H₂的轉(zhuǎn)化率將不變，故C錯(cuò)誤；
D、因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，所以升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則溫度越高氨氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小，又T₁＜T₂＜T₃，所以三個(gè)容器中的反應(yīng)均達(dá)到平衡后，氨氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ，故D正確；
故選BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的移動(dòng)，意在考查考生對(duì)圖象的分析能力以及對(duì)化學(xué)平衡的理解，難度較大．