Question

【題目】（1）在一定溫度下，在固定體積的密閉容器中進(jìn)行可逆反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是________。

A．3v正(H2)＝2v逆(NH3) B．單位時(shí)間生成m mol N2的同時(shí)生成3m mol H2

C．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化 D．混合氣體的密度不再隨時(shí)間變化

（2）工業(yè)上可用天然氣為原料來制取合成氨的原料氣氫氣。某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)模擬工業(yè)制取氫氣的原理，在一定溫度下，體積為2 L的恒容密閉容器中測得如下表所示數(shù)據(jù)。請回答下列問題：

時(shí)間/min	CH4/mol	H2O/mol	CO/mol	H2/mol
0	0.40	1.00	0	0
5	a	0.80	c	0.60
7	0.20	b	0.20	d

分析表中數(shù)據(jù)，判斷5 min時(shí)反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)？______(填“是”或“否”)，前5 min反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CH4)＝____________________。

（3）恒溫恒容下，將2 mol 氣體A和2 mol氣體B通入體積為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(s)，2 min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)剩余1.2 mol B，并測得C的濃度為1.2 mol/L。

①x＝________。

②A的轉(zhuǎn)化率與B的轉(zhuǎn)化率之比為________。

Answer 1

【答案】C 是 0.02 mol·L－1·min－1 3 2：1

【解析】

（1）根據(jù)平衡狀態(tài)的特征分析；

（2）根據(jù)平衡時(shí)物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化分析；根據(jù)反應(yīng)速率＝△c/△t計(jì)算；

（3）根據(jù)三段式計(jì)算。

（1）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。則

A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)不滿足正逆反應(yīng)速率相等，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，A不選；

B．單位時(shí)間生成m mol N2的同時(shí)生成3m mol H2均是逆反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B不選；

C．正反應(yīng)體積減小，容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C選；

D．密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，因此混合氣體的密度不再隨時(shí)間變化不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D不選；

答案選C。

（2）根據(jù)方程式CH4+H2O＝CO+3H2結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知c＝0.2，所以5 min時(shí)反應(yīng)已經(jīng)處于平衡狀態(tài)；前5 min內(nèi)消耗甲烷是0.2mol，濃度是0.1mol/L，則反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CH4)＝0.1mol/L÷5min＝0.02 mol·L－1·min－1。

（3） 2A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(s)

起始量（mol） 2 2 0

轉(zhuǎn)化量（mol） 1.6 0.8 0.8x

平衡量（mol） 0.4 1.2 0.8x

①C的濃度為1.2 mol/L，則1.2×2＝0.8x，解得x＝3。

②A的轉(zhuǎn)化率與B的轉(zhuǎn)化率之比為。