Question

19．（1）在一定條件下，將H₂和N₂置于一容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)．反應(yīng)過程中H₂、N₂和NH₃的物質(zhì)的量變化如圖：
①計算反應(yīng)開始10分鐘內(nèi)，NH₃的平均反應(yīng)速率0.005mol•L^-1•min^-1．
②圖中10～20分鐘曲線發(fā)生變化的可能原因是使用了催化劑或升溫．
③判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是bce（填字母）；
a．NH₃的生成速率與H₂生成速率相等
b．NH₃百分含量保持不變
c．容器中氣體的壓強不變
d．容器中混合氣體的密度保持不變
e．氣體的平均相對分子質(zhì)量不變．

Answer 1

分析 ①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算反應(yīng)速率；
②由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增快，且10min時是連續(xù)的，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明為使用催化劑；
③當(dāng)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再改變．

解答 解：①v（NH₃）=$\frac{\frac{0.1mol}{2L}}{10min}$=0.005mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.005mol•L^-1•min^-1；
②由圖可知，0-10分鐘內(nèi)△n（N₂）=0.025mol×2=0.05mol；10-20分鐘內(nèi)△n′（N₂）=0.025mol×4=0.1mol，速率之比等于物質(zhì)的量之比，所以，0-10分鐘與10到20分鐘兩個時間段中，N₂的反應(yīng)速率之比為0.05mol：0.1mol=1：2；
由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增快，且10min時變化是連續(xù)的，20min達(dá)平衡時，△n′（N₂）=0.025mol×4=0.1mol，
△n（H₂）=0.025mol×12=0.3mol，△n（NH₃）=0.025mol×8=0.2mol，物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明10min可能改變的條件是使用催化劑或升溫，
故答案為：使用了催化劑或升溫；
③a．N₂和NH₃濃度是否相等取決于反應(yīng)的起始量和轉(zhuǎn)化的程度，不能判斷是否達(dá)到平衡，故a錯誤；    
b．NH₃百分含量保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等，容器中氣體的壓強不變，說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；   
d．NH₃的生成速率與H₂的消耗速率相等，正逆反應(yīng)速率不等，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯誤；
e．由于氣體的質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量反應(yīng)前后不同，所以氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，說明反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故e正確；
故答案為：bce．

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算、平衡移動以及平衡狀態(tài)的判斷，題目難度中等，注意對圖象的分析．