Question

在2 L密闭容器内，t℃时发生反应：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)，在体系中，n(N₂)随时间的变化如下表：

时间(min)	0	1	2	3	4	5
N2的物质的量(mol)	0.20	0.10	0.08	0.06	0.06	0.06

(1)上述反应在第5min时，N₂的转化率为_______________________；

(2)用H₂表示从0～2 min内该反应的平均速率v(H₂)=_____________；

(3)t℃时，在4个均为2L密闭容器中不同投料下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果，判断该反应进行快慢的顺序为______________。(用字母填空，下同)；

a．v(NH₃)=0.05 mol·L^-1·min^-1       b．v(H₂)=0.03 mol·L^-1·min^-1

c．v(N₂)=0.02 mol·L^-1·min^-1       d．v(H₂)=0.00 l mol·L^-1·s^-1

(4)下列表述能作为反应达到化学平衡状态的标志是_____________。

a．反应速率v(N₂)：v(H₂)：v(NH₃)=1：3：2

b．各组分的物质的量浓度不再改变

c．混合气体的平均相对分子质量不再改变

d．混合气体的密度不变

e．单位时间内生成n mol N₂的同时，生成3n mol H₂

f．v(N₂)消耗=2v(NH₃)消耗

g．单位时间内3mol H—H键断裂的同时2mol N—H键也断裂

Answer

70% 0.09mol/(L·min) a＞c＝d＞b bc

【解析】

(1)上述反应在第5min时，消耗氮气的物质的量是0.20mol－0.06mol＝0.14mol，则N2的转化率为0.14mol/0.20mol×100%＝70%；

(2)0～2 min内消耗氮气的物质的量是0.20mol－0.08mol＝0.12mol，根据方程式可知消耗氢气是0.36mol，浓度是0.18mol/L，则用H2表示从0～2 min内该反应的平均速率v(H2)＝0.18mol/L÷2min＝0.09mol/(L·min)；

(3)如果都用氢气表示其反应速率，则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知a～d分别是（mol·L-1·min-1）0.075、0.03、0.06、0.06，所以该反应进行快慢的顺序为a＞c＝d＞b；

(4)在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，则

a．反应速率v(N2)：v(H2)：v(NH3)=1：3：2不能说明反应达到平衡状态，a错误；

b．各组分的物质的量浓度不再改变，说明反应达到平衡状态，b正确；

c．混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态，c正确；

d．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，d错误；

e．单位时间内生成n mol N2的同时，生成3n mol H2，均表示逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态，e错误；

f．v(N2)消耗=2v(NH3)消耗，不满足正逆反应速率相等，没有达到平衡状态，f错误；

g．单位时间内3mol H－H键断裂的同时2mol N－H键也断裂，不满足正逆反应速率相等，没有达到平衡状态，g错误；

答案选bc。