Question

某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行，在从0﹣3分钟各物质的量的变化情况如图所示（A、B、C均为气体）．

（1）该反应的化学方程式为_____________；

（2）反应开始至2分钟时，C的平均反应速率为_____________．A的平衡时的转化率为 _____________．

（3）能说明该反应已达到平衡状态的是_____________

a．容器内压强保持不变b．A、B、C三种组分物质的量浓度相等

c．v_逆（A）=v_正（C）d．容器内混合气体的密度保持不变

（4）合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应:N₂(g)+3H₂(g) ⇌2NH₃(g),673K、30MPa下n(NH₃)和n(H₂)随时间变化的关系如图：

反应达到平衡的点是_____________（填a,b,c,d,e）；正反应速率：a_____________b（填>、<或=）

（5）NF₃是一种温室气体，其存储能量能力是CO₂的12000〜20000倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能，下列说法中正确的是_____________

化学键	N≡N	F—F	N—F
键能/kJ·mol-1	946	154.8	283.0

A．过程N₂(g)→2N(g)放出能量。

B．过程N(g)+3F(g)→NF₃(g)吸收能量。

C．反应N₂(g)+3F₂(g)→2NF₃(g)为放热反应。

D．NF₃吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应。

Answer

2A+B⇌2C； 0.2mol/（L·min） 40% ac de > C

【解析】

(1) (3)，按图示信息找出反应的化学方程式，结合反应速率、转化率的定义进行计算、抓住平衡状态的特征，分析判断是否处于平衡状态；

(4) 抓住平衡状态的特征，分析判断合成氨反应是否处于平衡状态；

(5)焓变=反应物总键能-生成物总键能进行计算，按焓变是否小于零、判断反应是否放热；

(1) 在从0﹣3分钟A减少2 mol、B 减少1mol、C增加2 mol，则A、B 为反应物，C为生成物，且物质的量改变值之比为2:1:2该反应的化学方程式为2A+B⇌2C；答案为：2A+B⇌2C；

(2) 反应开始至2分钟时，5L的密闭容器中C增加2 mol，则C的平均反应速率为；A的平衡时的转化率为；答案为：；40%；

(3) a．2A+B⇌2C是气体分子总数会变化的，故5L容器内压强保持不变，则气体总的物质的量不变，各成分的量不变，能说明该反应已达到平衡状态，a正确；

b．A、B、C三种组分物质的量浓度取决于起始时各成分的量，当它们相等时，不能说明该反应已达到平衡状态，b错误；

c．该反应中A和C的计量数相等，故v逆(A)=v正(A) =v正(C)，能说明该反应已达到平衡状态，c正确；

d．容器内混合气体的密度始终不变，故密度保持不变，不能说明该反应已达到平衡状态，d错误；

答案为：ac；

(4) n(NH3)和n(H2)不再随时间变化时处于平衡状态，由图知，d、e处于平衡状态；a到b的过程中，氢气的含量在下降，则正反应速率：a> b；答案为：de；>；

(5) A．过程N2(g)→2N(g)是共价键断裂，需吸收能量，A错误；

B．过程N(g)+3F(g)→NF3(g)是共价键形成，放出能量，B错误；

C．反应N2(g)+3F2(g)→2NF3(g)，其焓变=反应物总键能-生成物总键能=946 kJ·mol-1+3×154.8 kJ·mol-1-6×283.0 kJ·mol-1=-287.6 kJ·mol-1，为放热反应，C正确；

D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，不可能发生化学反应，可能发生物理变化，D错误；

答案为：C。