Question

（2008?開封一模）t℃時，將2mol N₂和1mol H₂通入體積為2L的恒溫容密閉容器中，發(fā)生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H＜0.2min后反應達到平衡，此時測得NH₃的物質(zhì)的量為0.2mol．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）從反應開始至達到化學平衡，生成NH₃的平均反應速率為

0.05mol/（L?min）

；平衡時N₂轉(zhuǎn)化率為

5%

．
（2）下列敘述能證明該反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)的是（填標號，下同）

ABE

．
A．容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化
B．H₂的體積分數(shù)不再發(fā)生變化
C．容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化
D．相同時間內(nèi)消耗n mol N₂的同時消耗3n mol H₂
E．相同時間內(nèi)消耗n mol N₂的同時消耗2n mol NH₃
F．容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變化
（3）反應達平衡后，以下操作將引起平衡向正反應方向移動，并能提高N₂轉(zhuǎn)化率的是：

BD

A．向容器中通入少量N₂
B．向容器中通入少量H₂
C．使用催化劑
D．降低溫度
E．向容器中通入少量氦氣（已知氦氣和N₂、H₂、NH₃都不發(fā)生反應）
（4）維持上述恒溫恒容條件步變，若起始加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，反應向逆方向進行，平衡時NH₃的物質(zhì)的量仍然為0.2mol，則c的取值范圍是

0.2＜C≤

2

3

．
（5）保持溫度不變，使體積縮小為原來的一半，則N₂的體積分數(shù)

增大

（填“增大”“減小”或“不變”）．請通過計算證明你的結論．

N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
原平衡 1.9 0.7 0.2
轉(zhuǎn)化x3x2x
新平衡 1.9-x 0.7-3x 0.2+2x
W（N₂后）-W（N₂前）=

1.9-x

2.8-2x

-

1.9

2.8

=

x

28(2.8-2x)

，因x≤0.35，所以

x

28(2.8-2x)

＞O

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應速率公式計算；由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，生成氨氣0.2mol時參加反應的氮氣為0.1mol，以此計算轉(zhuǎn)化率；
（2）當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，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，據(jù)此判斷，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
（3）根據(jù)化學平衡的影響因素來回答；
（4）根據(jù)題意及平衡逆向移動來考慮；
（5）根據(jù)平衡三部曲計算出各物質(zhì)的物質(zhì)的量，然后求出體積改變前后N₂的體積分數(shù)來比較大�。�

解答：解：（1）達到平衡時氨氣增加0.10mol/L，其反應速率v=為

0.10mol/L

0.2min

=0.5mol/（L．min）；
由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，生成氨氣0.2mol時參加反應的氮氣為0.1mol，所以氮氣的轉(zhuǎn)化率為=

0.1mol

2mol

×100%=5%，
故答案為：0.5mol/（L．min）；5%；
（2）A．隨反應進行氣體的物質(zhì)的量減少，壓強降低，容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化，說明到達平衡，故A正確；
B．達到平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的百分含量不變，H₂的體積分數(shù)不再發(fā)生變化，說明到達平衡，故B正確；
C．在任何時候，由質(zhì)量守恒可知，容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化，所以容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化不能說明到達平衡，故C錯誤；
D．在任何時候，相同時間內(nèi)消耗n mol N₂的同時消耗3n mol H₂，無法到達平衡，故D錯誤；
E．相同時間內(nèi)消耗n mol N₂的同時消耗2n mol NH₃，則V正=V逆，說明反應到達平衡，故E正確；
故選：ABE；
（3）A．向容器中通入少量N₂，即增大N₂的濃度，能使平衡正向移動并能提高H₂轉(zhuǎn)化率，本身的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯誤；
B．向容器中通入少量H₂，即增大H₂的濃度，能使平衡正向移動并能提高N₂轉(zhuǎn)化率，本身的轉(zhuǎn)化率降低，故B正確；
C．使用催化劑，不會影響化學平衡的移動，也不會改變N₂轉(zhuǎn)化率，故C錯誤；
D．降低溫度，化學平衡正向移動，并能提高N₂轉(zhuǎn)化率，故D正確；
E．向容器中通入少量氦氣，當恒容時，各組分的濃度不變，則平衡不移動，故E錯誤．
故選：BD；
（4）將2mol N₂和1mol H₂通入體積為2L的恒溫容密閉容器中，發(fā)生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），平衡時NH₃的物質(zhì)的量等于0.2mol，若反應完全進行，NH₃的物質(zhì)的量等于

2

3

mol，所以要滿足平衡逆向移動，則NH₃的物質(zhì)的量應為：0.2＜C≤

2

3

，故答案為：0.2＜C≤

2

3

；
（5）設壓強增大后，又消耗的氮氣為x mol
         N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
原平衡   1.9        0.7       0.2
轉(zhuǎn)化x     3x         2x
新平衡   1.9-x   0.7-3x    0.2+2x  
W（N₂后）-W（N₂前）=

1.9-x

2.8-2x

-

1.9

2.8

=

x

28(2.8-2x)

，因x≤0.35，所以

x

28(2.8-2x)

＞O；
故答案為：增大；
      N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
原平衡 1.9      0.7       0.2
轉(zhuǎn)化x  3x       2x
新平衡 1.9-x   0.7-3x    0.2+2x
W（N₂后）-W（N₂前）=

1.9-x

2.8-2x

-

1.9

2.8

=

x

28(2.8-2x)

，因x≤0.35，所以

x

28(2.8-2x)

＞O．

點評：本題主要考查了化學反應速率，轉(zhuǎn)化率，平衡狀態(tài)的判斷以及化學平衡移動，難度中等，注意平衡三部曲的運用．