Question

对于可逆反应N₂+3H₂ 2NH₃(反应条件略去)，回答下列问题：

（1）在恒温恒容条件下，下列表述中，不能说明该反应达到平衡状态的有(    )

A．体系的压强保持不变

B．某时刻H₂和NH₃的浓度之比是3:2   

C．相同时间内，断裂6N_A个N-H键，同时断裂3N_A个H-H键

D．某时刻反应速率满足：3v(N₂)=v(H₂)

E.混合气体的平均摩尔质量不变

（2）下列措施能加快反应速率的有(     ) 

A．降温      

B．将NH₃分离出体系

C．恒温恒容条件下，加入N₂   

D．恒温恒压条件下，加入He

（3）若测得达到平衡时，氮气和氢气的转化率相等，则氮气和氢气的起始投料物质的量之比为__________

（4）若断裂1mol N≡N需要吸热akJ，断裂1molH-H需要吸热bkJ，形成1molN-H放热ckJ， 如果n molN₂参加反应(假设N₂完全转化)，则该过程放热______________kJ

（5）在恒温恒压的密闭容器中， 加入一定量的氮气和氢气进行反应，若达到平衡时，混合气体的密度是反应前的1.2倍，则达到平衡时，混合气体中氨气的体积分数为_________

Answer

（1） BD；（2） C；（3） 1:3；（4）n(6c-a-3b)； （5）20%(或1/ 5)

【解析】

试题分析：（1）A．该反应属于气体的物质的量发生变化的反应，体系的压强保持不变，能够说明该反应达到平衡状态，不选；B．某时刻H2和NH3的浓度之比是3:2，正逆反应速率不一定相等，不能说明该反应达到平衡状态，选；C．相同时间内，断裂6NA个N-H键，同时一定形成3NA个H-H键，同时断裂3NA个H-H键，能够说明该反应达到平衡状态，不选；D．任何时刻反应速率都满足：3v(N2)=v(H2) ，不能说明该反应达到平衡状态，选；E.混合气体的质量不变，物质的量发生变化，只有平衡时混合气体的平均摩尔质量不变，能够说明该反应达到平衡状态，不选；故选BD；

（2）A．降温，反应速率减慢，错误；B．将NH3分离出体系，浓度减小，反应速率减慢，错误；C．恒温恒容条件下，加入N2，浓度增大，反应速率加快，正确；D．恒温恒压条件下，加入He，浓度减小，反应速率减慢，错误；故选C。

（3）氮气和氢气的起始投料物质的量分别为x、y，根据氮气和氢气的转化率相等，设为a，则x×a:y×a=1:3，解得，x:y=1:3，故答案为：1:3；

（4）反应放出的热量=生成物的键能之和-反应物的键能之和=6cn-(an+3bn)=n(6c-a-3b)kJ，故答案为：n(6c-a-3b)；

（5）假设原混合物的总体积为100，设原混合气体中氮气的体积为a ，则氢气的体积为(100-a)，令参加反应的氮气为x ，则：

N2 +3 H2 2 NH3

起始(L): a 100-a 0

转化(L): x 3x 2x

平衡(L):a-x 100-a-3x 2x

混合气体总质量不变，则密度与体积成反比，则有：=1.2，解得x=，

混合气体体积减少量等于氨气的体积，所以氨气的体积分数为[(×2)/(100-×2)]×100%=20%，故答案为：20%。

考点：考查了化学平衡状态的判断、化学反应速率的影响因素、化学平衡的计算等相关知识。