Question

2．工業(yè)上合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式是N₂（g）+3H₂（g）$?_{催化劑}^{高溫、高壓}$2NH₃（g）．恒溫條件下將一定量的N₂和H₂充入密閉容器中開(kāi)始反應(yīng)：
（1）下列描述能說(shuō)明該可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的有AD．
A．容器的壓強(qiáng)不變
B．容器內(nèi)氣體的密度不變
C．相同時(shí)間內(nèi)有3molH-H鍵斷裂，有6molN-H鍵形成．
D．消耗0.1molN₂的同時(shí)消耗0.2molNH₃
（2）若起始時(shí)向容器中充入10mol•L^-1的N₂和15mol•L^-1的H₂，10min后測(cè)得容器內(nèi)NH₃的濃度為1.5mol•L^-1，列式計(jì)算：
①10min內(nèi)N₂的反應(yīng)速率；              
②H₂的轉(zhuǎn)化率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（2）N₂ +3H₂ ?2NH₃
起始濃度（mol/L）    10         15             0
10min濃度（mol/L）   9.25       12.75        1.5
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）    0.75       2.25          1.5  
①v（ N₂）=$\frac{0.75mol/L}{10min}$=0.075mol/（L•min），②α（H₂）=$\frac{2.25mol/L}{15mol/L}$×100%=15%，由此解答．

解答 解：（1）A．容器的壓強(qiáng)不變，說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；
B．容器內(nèi)氣體的密度始終不變，不一定平衡，故錯(cuò)誤；
C．相同時(shí)間內(nèi)有3molH-H鍵斷裂，有6molN-H鍵形成，只要反應(yīng)發(fā)生就符合這個(gè)關(guān)系，故錯(cuò)誤；
D．消耗0.1molN₂的等效于生成0.2molNH₃同時(shí)消耗0.2molNH₃，正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；故選：AD；
（2）N₂ +3H₂ ?2NH₃
起始濃度（mol/L）    10         15             0
10min濃度（mol/L）   9.25       12.75        1.5
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）    0.75       2.25          1.5  
①v（ N₂）=$\frac{0.75mol/L}{10min}$=0.075mol/（L•min），②α（H₂）=$\frac{2.25mol/L}{15mol/L}$×100%=15%，
答：①10min內(nèi)N₂的反應(yīng)速率為0.075mol/（L•min）；
②H₂的轉(zhuǎn)化率15%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷和應(yīng)用三行式進(jìn)行計(jì)算的知識(shí)點(diǎn)，知道只有反應(yīng)前后改變的物理量才能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，題目難度不大．