Question

19．在一密閉容器中發(fā)生反應N₂+3H₂?2NH₃，正反應為放熱反應，達到平衡后，只改變某一個條件時，反應速率與反應時間的關系如圖所示
（1）處于平衡狀態(tài)的時間段是ACDF（填選項）
A．t₀～t₁　　　　B．t₁～t₂　      C．t₂～t₃
D．t₃～t₄        E．t₄～t₅        F．t₅～t₆
（2）t₁、t₃、t₄時刻分別改變的一個條件是t₁時刻C；t₃時刻E；t₄時刻B．
A．增大壓強     B．減小壓強     C．升高溫度
D．降低溫度     E．加催化劑     F．充入氮氣
（3）依據(jù)（2）中的結(jié)論，下列時間段中，氨的百分含量最高的是A（填選項）．
A．t₀～t₁　     B．t₂～t₃　　C．t₃～t₄　　D．t₅～t₆
（4）如果在t₆時刻，從反應體系中分離出部分氨，t₇時刻反應達到平衡狀態(tài)，請在圖中畫出反應速率的變化曲線．
（5）合成氨反應起始只投氮氣和氫氣，一定條件下，反應達到化學平衡狀態(tài)時，測得混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為20%，則反應后與反應前的混合氣體體積之比為5：6．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖示結(jié)合v_正=v_逆，判斷是否處于平衡狀態(tài)；
（2）由圖可知，t₁正逆反應速率均增大，且逆反應速率大于正反應速率；t₃正逆反應速率同等程度的增大；t₄時正逆反應速率均減小，且逆反應速率大于正反應速率；
（3）由圖可知，t₁平衡逆向移動，t₃不移動，t₄平衡逆向移動，根據(jù)移動結(jié)果分析；
（4）t₆時刻分離出部分NH₃，v_逆立刻減小，而v_正逐漸減小，在t₇時刻二者相等，反應重新達平衡，據(jù)此可畫出反應速率的變化曲線；
（5）設反應前加入a mol N₂，b mol H₂，達平衡時生成2x mol NH₃，根據(jù)三段式和氨氣的體積分數(shù)計算．

解答 解：（1）根據(jù)圖示可知，t₀～t₁、t₂～t₃、t₃～t₄、t₅～t₆時間段內(nèi)，v_正、v_逆相等，反應處于平衡狀態(tài)，
故答案為：ACDF；
（2）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，可知，該反應為放熱反應，且為氣體體積減小的反應，則由圖可知，t₁正逆反應速率均增大，且逆反應速率大于正反應速率，改變條件應為升高溫度；
t₃正逆反應速率同等程度的增大，改變條件應為使用催化劑；
t₄時正逆反應速率均減小，且逆反應速率大于正反應速率，改變條件應為減小壓強，
故答案為：C；E；B；
（3）由圖可知，t₁平衡逆向移動，t₃不移動，t₄平衡逆向移動，均使氨氣的含量減少，則t₀～t₁氨氣的含量最大，
故答案為：A；
（4）t₆時刻分離出部分NH₃，v_逆立刻減小，而v_正逐漸減小，在t₇時刻二者相等，反應重新達平衡，據(jù)此可畫出反應速率的變化曲線為：
，
故答案為：；
（5）設反應前加入a mol N₂，b mol H₂，達平衡時生成2x mol NH₃，
          N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始      a           b               0
轉(zhuǎn)化      x           3x              2x
平衡      a-x        b-3x            2x
則反應后氣體總的物質(zhì)的量=（a+b-2x）mol，$\frac{2x}{a+b-2x}$=0.2，解得：a+b=12x，故反應后與反應前的混合氣體體積之比=$\frac{a+b-2x}{a+b}$=$\frac{12x-2x}{12x}$=$\frac{5}{6}$，
故答案為：5：6．

點評 本題考查影響化學反應速率的因素，注意把握反應的特點及圖象分析是解答的關鍵，明確溫度、壓強、催化劑對反應速率的影響即可解答，題目難度中等．