Question

17．化學反應原理在科研和工農業(yè)生產中有廣泛應用．
（1）某化學興趣小組進行工業(yè)合成氨的模擬研究，反應的方程式為N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0．在1L 密閉容器中加入0.1mol N₂和0.3mol H₂，實驗①、②、③中c（N₂）隨時間（t）的變化如圖所示：

實驗②從初始到平衡的過程中，該反應的平均反應速率v（NH₃）=0.008mol•L^-1•min^-1；與實驗①相比，實驗②和實驗③所改變的實驗條件分別為下列選項中的e、b（填字母編號）．
a．增大壓強  b．減小壓強
c．升高溫度  d．降低溫度
e．使用催化劑
（2）800K時向下列起始體積相同的密閉容器中充入2mol N₂、3mol H₂，甲容器在反應過程中保持溫度壓強不變，乙容器保持溫度體積不變，丙容器是絕熱容器保持體積不變，三容器各自建立化學平衡．

①達到平衡時，平衡常數K_甲=K_乙＞K_丙（填“＞”“＜”或“=”）．
②達到平衡時N₂的濃度c（N₂）_甲＞c（N₂）_乙，c（N₂）_乙＜c（N₂）_丙（填“＞”“＜”或“=”）．
③對甲、乙、丙三容器的描述，以下說法正確的是AC．
A．甲容器氣體密度不再變化時，說明此反應已達到平衡狀態(tài)
B．在乙中充入稀有氣體He，化學反應速率加快
C．丙容器溫度不再變化時說明已達平衡狀態(tài)
D．向丙容器中充入氨氣，正向速率減小，逆向速率增大．

Answer 1

分析 （1）根據v=$\frac{△c}{△t}$計算反應速率，根據圖象可知②到達平衡的時間比①短，到達平衡時N₂的濃度與①相同，化學平衡不移動，故②與①相比加了催化劑，①和③比較可知，③的速率比①小，平衡時氮氣的濃度高，即平衡逆向移動，故③減小了壓強；
（2）①甲乙容器溫度不變，平衡常數不變，丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行，平衡常數減��；
②乙容器保持體積不變，隨著反應的進行，壓強減小，甲容器在反應過程中保持壓強不變，故甲對于乙來說，相當于增大壓強，平衡正向移動；丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行；
③A．密度=$\frac{總質量}{體積}$，總質量一定，體積可變，故甲容器氣體密度不再變化時，能說明此反應已達到平衡狀態(tài)；
B．在乙中充入稀有氣體He，雖然壓強增大，但體積不變；
C．丙容器絕熱，故丙容器溫度不再變化時說明已達平衡狀態(tài)；
D．向丙容器中充入氨氣，根據氨氣的濃度增大判斷．

解答 解：（1）根據像可知，②在10min時達到平衡，此時氮氣的濃度變化為0.04mol/L，根據方程式或知，氨氣的濃度變化了0.08mol/L，根據v=$\frac{△c}{△t}$可知v（NH₃）=$\frac{0.08mol/L}{10min}$=0.008mol•L^-1•min^-1，根據圖象可知②到達平衡的時間比①短，到達平衡時N₂的濃度與①相同，化學平衡不移動，故②與①相比加了催化劑，故選e，①和③比較可知，③的速率比①小，平衡時氮氣的濃度高，即平衡逆向移動，故③升減小了壓強，故選b，
故答案為：0.008mol•L^-1•min^-1；e；b；
（2）①甲乙容器溫度不變，平衡常數不變，丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行，平衡常數減小，故K_甲=K_乙＞K_丙；
故答案為：=，＞；
②甲容器在反應過程中保持壓強不變，故容器體積減小，氮氣的濃度增大；乙容器保持體積不變，隨著反應的進行，壓強減��；丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進行，故達到平衡時N₂的濃度c（N₂）_甲＞c（N₂）_乙＜c（N₂）_丙，
故答案為：＞，＜；
③A．密度=$\frac{總質量}{體積}$，總質量一定，體積可變，故甲容器氣體密度不再變化時，能說明此反應已達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．在乙中充入稀有氣體He，雖然壓強增大，但體積不變，所以濃度不變，則化學反應速率不變，故B錯誤；
C．丙容器絕熱，故丙容器溫度不再變化時說明已達平衡狀態(tài)，故C正確；
D．向丙容器中充入氨氣，氨氣的濃度增大，故逆反應速率先增大，之后正向速率也增大，故D錯誤；
故答案為：A C．

點評 本題主要考查了物質的量或濃度隨時間的變化曲線、化學平衡常數的含義、化學平衡的影響因素、化學反應速率的影響因素及有關平衡常數的判斷，中等難度，側重考查學生的綜合能力．