Question

【題目】氨是一種重要的化工產(chǎn)品，是氮肥工業(yè)、有機合成工業(yè)以及制造硝酸、銨鹽和純堿等的原料．

（1）在一定溫度下，在固定體積的密閉容器中進(jìn)行可逆反應(yīng)：N2+3H22NH3 該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是__．

A．3v（H2）正=2v（NH3）逆

B．單位時間生成m mol N2的同時消耗3m mol H2

C．容器內(nèi)的總壓強不再隨時間而變化

D．混合氣體的密度不再隨時間而變化

E．a(chǎn) mol N≡N鍵斷裂的同時，有6a mol N﹣H鍵斷裂

F．N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1：3：2

（2）某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成氨的反應(yīng)．在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1mol N2和3mol H2，加入合適催化劑（體積可以忽略不計）后在一定溫度壓強下開始反應(yīng)，并用壓力計監(jiān)測容器內(nèi)壓強的變化如表：

反應(yīng)時間/min	0	5	10	15	20	25	30
壓強/MPa	16.80	14.78	13.86	13.27	12.85	12.60	12.60

則從反應(yīng)開始到25min時，以N2表示的平均反應(yīng)速率=__；該溫度下平衡常數(shù)K=__．

Answer 1

【答案】 BCE 0.01 mol/（Lmin） 2.37

【解析】（1）A選項，3v(H2)正=2v(NH3)逆不能滿足反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，應(yīng)該是2v(H2)正=3v(NH3)逆，故A錯誤；B選項，單位時間生成m mol N2的同時消耗3m mol H2，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；C選項，該反應(yīng)是氣體減少反應(yīng)，恒溫恒容時，壓強是變化的量，壓強不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故C正確；D選項， ，同溫同體積時，密度始終不變，所以混合氣體的密度不再隨時間變化不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯誤；E選項，a mol N≡N鍵斷裂的同時，有6amolN—H鍵斷裂，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故E正確；F選項，各組分的物質(zhì)的量之比，無法判斷各組分的物質(zhì)的量是否變化，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故F錯誤；答案選BCE。

（2）恒溫恒容條件下，反應(yīng)過程中，氣體的物質(zhì)的量與容器內(nèi)壓強成正比，可以根據(jù)此等量關(guān)系列式子計算。設(shè)參加反應(yīng)的N2物質(zhì)的量為 x，列三段式：

N2 + 3H22NH3

起始物質(zhì)的量（mol） 1 3 0

轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量（mol） x 3x 2x

平衡物質(zhì)的量（mol） 1－x 3－3x 2x

反應(yīng)前后，壓強之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，所以有： 。

根據(jù)已知表格數(shù)據(jù)，及三段式可列式：

解得x＝0.5。

所以從反應(yīng)開始到25min時，以N2表示的平均反應(yīng)速率v=

平衡時，n（N2）=1-x= 0.5mol；n（H2）=3-3x=1.5mol；n（NH3）=2x=1mol；

平衡時，c（N2）= 0.25mol/L；c（H2）=0.25mol/L；c（NH3）=0.5mol/L

所以，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為： 。