Question

17．化學(xué)反應(yīng)原理在科研和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用．
（1）某化學(xué)興趣小組進(jìn)行工業(yè)合成氨的模擬研究，反應(yīng)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(shí)驗(yàn)①、②、③中c（N₂）隨時(shí)間（t）的變化如圖所示：

實(shí)驗(yàn)②從初始到平衡的過(guò)程中，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（NH₃）=0.008mol•L^-1•min^-1；與實(shí)驗(yàn)①相比，實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)③所改變的實(shí)驗(yàn)條件分別為下列選項(xiàng)中的e、b（填字母編號(hào)）．
a．增大壓強(qiáng)  b．減小壓強(qiáng)
c．升高溫度  d．降低溫度
e．使用催化劑
（2）800K時(shí)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(yīng)過(guò)程中保持溫度壓強(qiáng)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(xué)平衡．

①達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)K_甲=K_乙＞K_丙（填“＞”“＜”或“=”）．
②達(dá)到平衡時(shí)N₂的濃度c（N₂）_甲＞c（N₂）_乙，c（N₂）_乙＜c（N₂）_丙（填“＞”“＜”或“=”）．
③對(duì)甲、乙、丙三容器的描述，以下說(shuō)法正確的是AC．
A．甲容器氣體密度不再變化時(shí)，說(shuō)明此反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
B．在乙中充入稀有氣體He，化學(xué)反應(yīng)速率加快
C．丙容器溫度不再變化時(shí)說(shuō)明已達(dá)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(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算反應(yīng)速率，根據(jù)圖象可知②到達(dá)平衡的時(shí)間比①短，到達(dá)平衡時(shí)N₂的濃度與①相同，化學(xué)平衡不移動(dòng)，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(shí)氮?dú)獾臐舛雀撸�即平衡逆向移�?dòng)，故③減小了壓強(qiáng)；
（2）①甲乙容器溫度不變，平衡常數(shù)不變，丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減�。�
②乙容器保持體積不變，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，壓強(qiáng)減小，甲容器在反應(yīng)過(guò)程中保持壓強(qiáng)不變，故甲對(duì)于乙來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)；丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進(jìn)行；
③A．密度=$\frac{總質(zhì)量}{體積}$，總質(zhì)量一定，體積可變，故甲容器氣體密度不再變化時(shí)，能說(shuō)明此反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)；
B．在乙中充入稀有氣體He，雖然壓強(qiáng)增大，但體積不變；
C．丙容器絕熱，故丙容器溫度不再變化時(shí)說(shuō)明已達(dá)平衡狀態(tài)；
D．向丙容器中充入氨氣，根據(jù)氨氣的濃度增大判斷．

解答 解：（1）根據(jù)像可知，②在10min時(shí)達(dá)到平衡，此時(shí)氮?dú)獾臐舛茸兓癁?.04mol/L，根據(jù)方程式或知，氨氣的濃度變化了0.08mol/L，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$可知v（NH₃）=$\frac{0.08mol/L}{10min}$=0.008mol•L^-1•min^-1，根據(jù)圖象可知②到達(dá)平衡的時(shí)間比①短，到達(dá)平衡時(shí)N₂的濃度與①相同，化學(xué)平衡不移動(dòng)，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(shí)氮?dú)獾臐舛雀撸�即平衡逆向移�?dòng)，故③升減小了壓強(qiáng)，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(shù)不變，丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，故K_甲=K_乙＞K_丙；
故答案為：=，＞；
②甲容器在反應(yīng)過(guò)程中保持壓強(qiáng)不變，故容器體積減小，氮?dú)獾臐舛仍龃螅灰胰萜鞅３煮w積不變，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，壓強(qiáng)減��；丙容器絕熱，溫度升高平衡逆向進(jìn)行，故達(dá)到平衡時(shí)N₂的濃度c（N₂）_甲＞c（N₂）_乙＜c（N₂）_丙，
故答案為：＞，＜；
③A．密度=$\frac{總質(zhì)量}{體積}$，總質(zhì)量一定，體積可變，故甲容器氣體密度不再變化時(shí)，能說(shuō)明此反應(yīng)已達(dá)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(qiáng)增大，但體積不變，所以濃度不變，則化學(xué)反應(yīng)速率不變，故B錯(cuò)誤；
C．丙容器絕熱，故丙容器溫度不再變化時(shí)說(shuō)明已達(dá)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(yīng)速率先增大，之后正向速率也增大，故D錯(cuò)誤；
故答案為：A C．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線、化學(xué)平衡常數(shù)的含義、化學(xué)平衡的影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及有關(guān)平衡常數(shù)的判斷，中等難度，側(cè)重考查學(xué)生的綜合能力．