Question

（1）298K时，将20mL3xmol·L^-1Na₃AsO₃、20mL3xmol·L^-1I₂和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)+I₂(aq)+2OH^-(aq)AsO(aq)+2I^-(aq)+H₂O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是__(填标号)。

a.溶液的pH不再变化

b.v(I^-)=2v(AsO)

c.不再变化

d.c(I^-)=ymol·L^-1

e.=不再变化

②t_n时，v_正__v_逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

③t_m时v_逆__t_n时v_逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是__。

④比较产物AsO在t_m～t_nmin和tp～tqmin时平均反应速率的大小，前者__；（填大或小或相等）

（2）合成氨工厂常通过测定反应前后混合气体的密度来确定氨的转化率。某工厂测得合成塔中N₂、H₂混合气体的密度为0.5536g/L（标准状况），从合成塔中出来的混合气体在相同条件下密度为0.693g/L（标准状况）。该合成氨厂N₂的转化率___。

Answer

ac 大于 小于 tn时产物的浓度大于tm时是的产物浓度，浓度越大反应速率越快 大 25%

【解析】

（1）①a.溶液的pH不再变化，说明溶液中氢离子浓度不变，则氢氧根离子的浓度也不在变化，可以说明反应达到平衡状态，故a可判断平衡；

b.根据反应方程式可知，结合化学反应速率之比=化学计量数之比可得任意时刻v(I-)=2v(AsO)，不能据此判断平衡状态，故b不可判断平衡；

c.在反应达到平衡状态之前，反应物在减少，产物在增加，则在发生变化，当达到平衡后该比值不再变化，故c可判读平衡；

d. 由图像可知当反应达到平衡时：，则此时c(I-)=2ymol·L-1，因此c(I-)=ymol·L-1时反应未达到平衡状态，故d不能判断平衡；

e. 、均为产物且系数比为1:2，则在反应过程中两者的浓度之比始终保持不变，因此=不再变化不能说明是平衡状态，故e不可判断平衡。

故答案为：ac。

②由图可知tn时，反应未达平衡状态，反应正向进行才能达到平衡，则正反应速率大于逆反应速率，故答案为：大于。

③tm、tn时反应均没有到达平衡状态，tn时反应正向进行的程度大，产物浓度比tm时产物浓度大，其他条件相同时浓度越大反应速率越快，则逆反应速率tn时大，故答案为：小于；tn时产物的浓度大于tm时的产物浓度，浓度越大反应速率越。

④AsO在由图像可知tm～tnmin反应未达平衡状态，tp～tqmin时反应已经平衡，平衡后各物质的浓度保持恒定不变，则tp～tqminAsO的浓度变化量为0，速率为0，因此tm～tnmin时AsO平均反应速率的大，故答案为：大。

（2）设反应前混合气体中氮气的物质的量分数为x，氢气的物质的量量分数为（1-x），依题意得：，解得x=0.4,

设起始氮气2mol，氢气3mol，氮气转化的物质的量为ymol，列出三段式：

起始物质的量(mol)

2

3

转化物质的量(mol)

y

3y

2y

平衡物质的量(mol)

2-y

3-3y

2y

n(总)=（2-y）mol +（3-3y）mol +2y mol=（5-2y）mol

根据反应前后气体质量守恒可知：，解得 y=0.5mol

N2的转化率= ，故答案为：25%。