Question

在一定温度下，发生如下反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)，起始时，充入的N₂和H₂的物质的量分别是3.0 mol和6.0 mol，2min后反应达到平衡，平衡时NH₃的物质的量与H₂的物质的量相等，已知容器的容积为5.0 L且不可变，试回答下列问题：

（1） 其达到平衡状态的标志是____________________。

①氨的生成速率与氨的分解速率相等

②断开1个N≡N键的同时有6个N—H键生成

③N₂、H₂、NH₃的体积分数不再变化

④气体的总压强不变

⑤N₂、H₂、NH₃分子数之比为1:3:2

⑥N₂、H₂和NH₃的浓度相等

⑦v(N₂)＝1/3v(H₂)

⑧v_正(N₂)＝1/3v_逆(H₂)

⑨混合物的密度不变

⑩混合物的平均相对分子质量不变

A．①③④⑤⑦⑩        B．①③④⑧⑩  

C．①③④⑤⑧⑩         D．全部

（2）从反应开始到达到平衡用N₂表示该反应的速率为：      mol·L^－1·min^－1。

（3）平衡时H₂的物质的量浓度为               mol·L^－1。

（4）H₂的转化率是____________。

（5）平衡时混合气体中NH₃的体积分数是_______%(保留一位小数)。

Answer

（1） B （2） 0.12 （3） 0.48 （4）60% （5）36.4%

【解析】

试题分析：（1）①氨的生成速率与氨的分解速率相等能说明反应达到平衡状态，正确；②断开1个N≡N键的同时有6个N—H键生成均说明是正反应速率，无法判断是平衡状态，错误；③N2、H2、NH3的体积分数不再变化能说明反应达到平衡状态，正确；④反应物与生成物系数和不等，气体的总压强不变能说明反应达到平衡状态，正确；⑤N2、H2、NH3分子数之比为1:3:2，无法判断是平衡状态，错误；⑥N2、H2和NH3的浓度相等，无法判断是平衡状态，错误；⑦反应进行过程中，v(N2)＝1/3v(H2)任何时候均成立，无法判断是平衡状态，错误；⑧v正(N2)＝1/3v逆(H2)，能说明反应达到平衡状态，正确；⑨质量和体积始终不变，混合物的密度不变，无法判断是平衡状态，错误；⑩反应物与生成物系数和不等，质量始终不变，混合物的平均相对分子质量不变，能判断反应达到平衡，故正确；①③④⑧⑩正确，故选B。

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，

起始物质的量(mol) 3.0 6.0 0

变化物质的量(mol) n 3n 2n

平衡物质的量(mol) 3.0-n 6.0-3n 2n

则：6.0-3n=2n，解得n=1.2；

（2）从反应开始到达到平衡用N2表示该反应的速率为=0.12mol·L－1·min－1；

（3）平衡时H2的物质的量浓度为mol·L－1= 0.48mol·L－1；

（4）H2的转化率是×100%=60%；

（5）平衡时混合气体中NH3的体积分数是=36.4%。

考点：考查化学平衡状态的判断与化学平衡的计算。