Question

1．500℃、20MPa時，將H2和N2置于一容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應．反應過程中H₂、N₂和NH₃物質的量變化如圖所示．則下列說法正確的是（　　）
①反應開始到第一次平衡時，N₂的平均反應速率為0.005mol•L^-1•min^-1
②從曲線變化可以看出，反應進行到10min至20min鐘時可能是使用了催化劑
③從曲線變化可以看出，反應進行至25min鐘時，分離出0.1mol的氨氣
④在25min時平衡正向移動但達到新平衡后NH₃的體積分數(shù)比原平衡�。�

• A． ①②③
• B． ②③④
• C． ①②④
• D． ①③④

Answer 1

分析 ①第一次平衡時，時間為20min，氮氣的物質的量由0.4mol變?yōu)?.25mol，由于是恒壓條件下，根據(jù)物質的量之比等于體積之比可知，此時容器體積為1.4L，此時氮氣的濃度為0.179mol/L，根據(jù)速率公式可計算出氮氣的速率；
②根據(jù)圖象知，平衡向正反應方向移動，10min時是連續(xù)的，三種氣體物質的速率增加倍數(shù)相同，說明為使用催化劑；
③25分鐘，NH₃的物質的量突然減少，而H₂、N₂的物質的量不變，說明應是分離出NH₃；
④第25分鐘，NH₃的物質的量突然減少，而H₂、N₂的物質的量不變，說明應是分離出NH₃，根據(jù)濃度對平衡影響分析．

解答 解：①第一次平衡時，時間為20min，氮氣的物質的量由0.4mol變?yōu)?.25mol，由于是恒壓條件下，根據(jù)物質的量之比等于體積之比可知，此時容器體積為1.4L，此時氮氣的濃度為0.179mol/L，所以氮氣的溶液變化為0.2mol/L-0.179 mol/L=0.121mol/L，v（N₂）=$\frac{0.121mol/L}{20min}$=0.00605mol/（L•min），故錯誤；
②由圖象可知各組分物質的量變化增加，且10min時變化是連續(xù)的，20min達平衡時，△n（N₂）=0.4-0.25=0.15mol，△n（H₂）=0.6mol-0.15mol=0.45mol，△n（NH₃）=0.3mol，物質的量變化之比等于化學計量數(shù)之比，三種氣體物質的速率增加倍數(shù)相同，說明10min可能改變的條件是使用催化劑，故正確；
③25分鐘，NH₃的物質的量突然減少，而H₂、N₂的物質的量不變，說明應是分離出NH₃，故正確；
④第25分鐘，NH₃的物質的量突然減少，而H₂、N₂的物質的量不變，說明應是分離出NH₃，平衡向正反應方向移動，由于反應條件為恒容，與原平衡相比，容器內壓強減小，則反應進行的程度減小，但達到新平衡后NH₃的體積分數(shù)比原平衡小，故正確；
故選B．

點評 本題考查化學平衡的計算、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．