Question

17．500℃、20MPa時(shí)，將H₂和N₂置于一容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3H₂+N₂?2NH₃△H＜0．反應(yīng)過程中H₂、N₂和NH₃物質(zhì)的量變化如圖所示，據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是（　�。�

• A． 反應(yīng)開始到第一次平衡時(shí)，N₂的平均反應(yīng)速率為0.062 5 mol•L^-1•min^-1，H₂的轉(zhuǎn)化率為75%
• B． 反應(yīng)35 min時(shí)，達(dá)到第二次平衡時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)：K=$\frac{0.1{5}^{2}}{0.07{5}^{3}•0.125}$
• C． 從曲線變化可以看出，反應(yīng)進(jìn)行到10～20 min時(shí)可能采取的措施是使用了催化劑
• D． 從曲線變化可以看出，反應(yīng)進(jìn)行至25 min時(shí)，采取的措施是分離出0.1 mol的氨氣，平衡向正方向移動(dòng)

Answer 1

分析 A．第一次平衡時(shí)，時(shí)間為20min，氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量由0.4mol變?yōu)?.25mol，容器容積為2L，根據(jù)速率及其轉(zhuǎn)化率公式可計(jì)算出氮?dú)獾乃俾剩?br />B．反應(yīng)達(dá)到第一次平衡時(shí)，c（NH₃）=$\frac{0.3mol}{2L}$=0.15mol/L，c（H₂）=$\frac{0.15mol}{2L}$=0.075mol/L，c（N₂）=$\frac{0.25mol}{2L}$=0.125mol/L，然后根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
C．根據(jù)圖象知，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，10min時(shí)是連續(xù)的，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明為使用催化劑；
D.25分鐘，NH₃的物質(zhì)的量突然減少，而H₂、N₂的物質(zhì)的量不變，說明應(yīng)是分離出NH₃；

解答 解：A．第一次平衡時(shí)，時(shí)間為20min，氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量由0.4mol變?yōu)?.25mol，容器容積為2L，v（N₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.4mol-0.25mol}{2L×20min}$=0.00375mol/（L•min），H₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化量}{總量}$×100%=$\frac{0.6-0.15}{0.6}$×100%=75%，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)達(dá)到第一次平衡時(shí)，c（NH₃）=$\frac{0.3mol}{2L}$=0.15mol/L，c（H₂）=$\frac{0.15mol}{2L}$=0.075mol/L，c（N₂）=$\frac{0.25mol}{2L}$=0.125mol/L，所以K=$\frac{0.1{5}^{2}}{0.07{5}^{3}•0.125}$，故B正確；
C．由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增加，且10min時(shí)變化是連續(xù)的，20min達(dá)平衡時(shí)，△n（N₂）=0.4-0.25=0.15mol，△n（H₂）=0.6mol-0.15mol=0.45mol，△n（NH₃）=0.3mol，物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明10min可能改變的條件是使用催化劑，故C正確；
D.25分鐘，NH₃的物質(zhì)的量突然減少，而H₂、N₂的物質(zhì)的量不變，說明應(yīng)是分離出NH₃，故D正確；
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算、平衡移動(dòng)以及平衡狀態(tài)的判斷，題目難度中等，注意對(duì)圖象的分析．