Question

17．對于密閉容器中的反應：N₂（g）+3H₂（g）$?_{催化劑}^{高溫高壓}$2NH₃（g）（正反應是放熱反應），在673K，30MPa下n（NH₃）和n（H₂）隨時間變化關系如圖所示．
請回答下列問題：
（1）a點時正反應速率＞逆反應速率，c點時正反應速率=逆反應速率（填“＞”，“＜”或“=”）
（2）d點處n（N₂）=（填“＞”，“＜”或“=”）e點處n（N₂），原因是d點和e點都處于平衡狀態(tài)，n（N₂）不變，即d點和e點n（N₂）相等．
（3）起始時加入氫氣的物質的量為1.3mol．
（4）若溫度、壓強不變，反應在加入催化劑條件下進行，在圖中的基礎上畫出n（NH₃）和n（H₂）隨時間變化的關系圖．

Answer 1

分析 N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）反應中，隨著反應的進行，反應物的物質的量逐漸減少，生成物的物質的量逐漸增多，當達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，反應物的生成物的物質的量不再改變，曲線為水平直線，
（1）圖象分析可知，a點氨氣和氫氣物質的量隨時間發(fā)生變化，說明反應未達到平衡狀態(tài)，此時氫氣物質的量減小，氨氣物質的量增加，說明反應正向進行，正反應速率大于逆反應速率，c點后氨氣和氫氣物質的量不隨時間變化，說明反應達到平衡狀態(tài)，正逆反應速率相同；
（2）起始量一定，de點氨氣和氫氣我知道了不隨時間變化是化學平衡狀態(tài)，此時氮氣物質的量不變；
（3）結合化學平衡三行計算列式計算得到氫氣起始量；
（4）催化劑改變反應速率不改變化學平衡，達到平衡狀態(tài)時氨氣和氫氣物質的量不變，變化的斜率增大了，達到平衡所需時間少了，據此畫出變化的曲線；

解答 解：（1）圖象分析可知，a點氨氣和氫氣物質的量隨時間發(fā)生變化，說明反應未達到平衡狀態(tài)，此時氫氣物質的量減小，氨氣物質的量增加，說明反應正向進行，正反應速率大于逆反應速率，a點時正反應速率＞逆反應速率，c點后氨氣和氫氣物質的量不隨時間變化，說明反應達到平衡狀態(tài)，正逆反應速率相同，
c點時正反應速率=逆反應速率，故答案為：＞，=；
（2）起始量一定，de點氨氣和氫氣我知道了不隨時間變化是化學平衡狀態(tài)，此時氮氣物質的量不變，d點和e點都處于平衡狀態(tài)，n（N₂）不變，即d點和e點n（N₂）相等，
故答案為：d點和e點都處于平衡狀態(tài)，n（N₂）不變，即d點和e點n（N₂）相等；
（3）N₂（g）+3H₂（g）$?_{催化劑}^{高溫高壓}$2NH₃（g）
起始量（mol）         1.3               0
變化量（mol） 0.3     0.9              0.6
平衡量（mol）         0.4              0.6
氫氣起始量為1.3mol，
故答案為：1.3；
（4）催化劑改變反應速率不改變化學平衡，達到平衡狀態(tài)時氨氣和氫氣物質的量不變，變化的斜率增大了，達到平衡所需時間減少，圖象為：
，
故答案為：；

點評 本題考查了圖象分析方法，化學平衡的建立過程和平衡的特征理解應用，注意圖象的繪制要點是水流中等平衡不變，題目難度中等．