Question

15．在容積不變的某2L的密閉容器中，充入H₂與N₂的混合氣體共5mol，在一定條件下，5min后反應達到平衡，此時容器內(nèi)的壓強是反應前的$\frac{4}{5}$．則下列說法不正確的是（　�。�

• A． 從反應開始到平衡時，用H₂表示的平均反應速率為0.15 mol•L^-1•min^-1
• B． 反應達到平衡時，NH₃的物質(zhì)的量濃度是0.5 mol•L^-1
• C． 反應達到平衡時，N₂和H₂的物質(zhì)的量之比一定為1：3
• D． 反應達到平衡時，反應物和生成物的總的物質(zhì)的量之比為3：1

Answer 1

分析 5min后反應達到平衡，此時容器內(nèi)的壓強是反應前的$\frac{4}{5}$．由物質(zhì)的量之比等于壓強之比可知，平衡時物質(zhì)的量為5mol×$\frac{4}{5}$=4mol，則
        3H₂+N₂?2NH₃
開始   x      y      0
轉化  3n      n     2n
平衡 x-3n   y-n    2n
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=5}\\{x-3n+y-n+2n=4}\end{array}\right.$，解得n=0.5，
A．結合v=$\frac{△c}{△t}$計算；
B．結合c=$\frac{n}{V}$計算；
C．反應達到平衡時，N₂和H₂的物質(zhì)的量之比為（x-3n）：（y-n）；
D．達到平衡時，反應物和生成物的總的物質(zhì)的量分別為5-4n、2n．

解答 解：5min后反應達到平衡，此時容器內(nèi)的壓強是反應前的$\frac{4}{5}$．由物質(zhì)的量之比等于壓強之比可知，平衡時物質(zhì)的量為5mol×$\frac{4}{5}$=4mol，設開始時氫氣、氮氣的物質(zhì)的量分別為x、y，轉化的氮氣為n，則
        3H₂+N₂?2NH₃
開始   x      y      0
轉化  3n      n     2n
平衡 x-3n   y-n    2n
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=5}\\{x-3n+y-n+2n=4}\end{array}\right.$，解得n=0.5，
A．開始到平衡時，用H₂表示的平均反應速率為$\frac{\frac{3×0.5mol}{2L}}{5min}$=0.15 mol•L^-1•min^-1，故A正確；
B．平衡時，NH₃的物質(zhì)的量濃度是$\frac{2×0.5mol}{2L}$=0.5 mol•L^-1，故B正確；
C．反應達到平衡時，N₂和H₂的物質(zhì)的量之比為（x-3n）：（y-n），x、y不確定，不能計算平衡時物質(zhì)的量比，故C錯誤；
D．達到平衡時，反應物和生成物的總的物質(zhì)的量分別為5-4n、2n，則物質(zhì)的量之比為（5-4×0.5）：（2×0.5）=3：1，故D正確；
故選C．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握物質(zhì)的量與壓強的關系、化學平衡三段法、速率計算為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意起始時氮氣、氫氣的物質(zhì)的量未知，題目難度不大．