Question

化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。

（1）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为N₂（g）＋3H₂（g） 2NH₃（g） ΔH＜0。在1 L 密闭容器中加入0.1 mol N₂和0.3 mol H₂，实验①、②、③中c（N₂）随时间（t）的变化如图所示：

实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v（NH₃）＝____________；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的________、________（填字母编号）。

a．增大压强   b．减小压强

c．升高温度   d．降低温度

e．使用催化剂

（2）800 K时向下列起始体积相同的密闭容器中充入2 mol N₂、3 mol H₂，甲容器在反应过程中保持温度压强不变，乙容器保持温度体积不变，丙容器是绝热容器保持体积不变，三容器各自建立化学平衡。

①达到平衡时，平衡常数K_甲________K_乙________K_丙（填“＞”“＜”或“＝”）。

②达到平衡时N₂的浓度c（N₂）_甲________c（N₂）_乙，c（N₂）_乙________c（N₂）_丙（填“＞”“＜”或“＝”）。

③对甲、乙、丙三容器的描述，以下说法正确的是____________。

A．甲容器气体密度不再变化时，说明此反应已达到平衡状态

B．在乙中充入稀有气体He，化学反应速率加快

C．丙容器温度不再变化时说明已达平衡状态

D．向丙容器中充入氨气，正向速率减小，逆向速率增大

Answer

（1）0.008 mol·L－1·min－1；e、b

（2）①＝；＞

②＞；＜

③A C

【解析】

试题分析：（1）根据像可知，②在10min时达到平衡，此时氮气的浓度变化为0.04mol/L，根据方程式或知，氨气的浓度变化了0.08mol/L，根据v= 可知v（NH3）==0.008mol•L-1•min-1，根据图象可知②到达平衡的时间比①短，到达平衡时N2的浓度与①相同，化学平衡不移动，故②与①相比加了催化剂，故选e，①和③比较可知，③的速率比①小，平衡时氮气的浓度高，即平衡逆向移动，故③升减小了压强，故选b，

故答案为：0.008mol•L-1•min-1；e、b；

（2）①甲乙容器温度不变，平衡常数不变，丙容器绝热，温度升高平衡逆向进行，平衡常数减小，故K甲=K乙＞K丙。

故答案为：=，＞；

②甲容器在反应过程中保持压强不变，故容器体积减小，氮气的浓度增大；乙容器保持体积不变，随着反应的进行，压强减小；丙容器绝热，温度升高平衡逆向进行，故达到平衡时N2的浓度c（N2）甲＞c（N2）乙＜c（N2）丙。

故答案为：＞，＜；

③A．密度=m/V，总质量一定，甲容器为恒压装置，当气体密度不再变化时，说明气体总量不再发生变化，此反应已达到平衡状态，故A正确。B．乙为恒容装置，在乙中充入稀有气体He，反应物浓度不变，化学反应速率不变，故B错误；C．丙容器绝热，故丙容器温度不再变化时说明已达平衡状态，故C正确； D．向丙容器中充入氨气，正、逆反应速率均增大，故D错误。

故答案为：AC。

考点：考查利用盖斯定律的计算；化学平衡影响因素；热化学方程式书写

【名师点睛】本题的易错点在于第（1）问中反应①和③的比较，从图像中看，反应③在15min时就达平衡，

而反应①在20min时才达平衡，所以有的同学就盲目认为反应③的反应速率快，再根据平衡时反应

③c（N2）大于反应①c（N2），说明反应③相对于反应①是平衡左移，而正反应是放热反应，所以错选答案

c。根据反应速率的定义式v=，假设取前15min，反应③的△c（N2）=0.10mil/L-0.08mol/L=0.02mol/L，

反应①的△c（N2）＞0.10mil/L-0.08mol/L=0.02mol/L，所以反应③的反应速率小，故答案应该选b。