Question

8．分別在T_l℃、T₂℃、T₃℃時，向三個500mL 的恒容密閉容器中均充人1molN₂和2.5molH₂，發(fā)生反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0．實驗測得反應tmin 時N₂的體積分數(shù)如圖所示．下列說法正確的是（　�。�

• A． 在t min時，Ⅱ和Ⅲ一定達平衡狀態(tài)
• B． 2v（NH₃）=3v（H₂）時，三個容器均達平衡狀態(tài)
• C． 平衡后容器Ⅰ中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量最小
• D． 已知tmin時，Ⅲ中c（N₂）=1mol/L，此時反應平衡常數(shù)K=0.5

Answer 1

分析 A．由于不能確定容器II中氮氣是否達到最小值，因此不能確定II是否達到平衡狀態(tài)；
B．沒有指明H₂和N₂的正逆反應速率；
C．由質(zhì)量守恒定律知，總質(zhì)量不變，該反應為體積縮小的反應，Ⅲ中N₂的含量最大，故總物質(zhì)的量最大，平均相對分子質(zhì)量最��；
D．計算平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量，可計算平衡常數(shù)．

解答 解：A．由于不能確定容器II中氮氣是否達到最小值，因此不能確定II是否達到平衡狀態(tài)，若未達平衡，溫度越高反應速率越快，相同時間內(nèi)氮氣的含量越低，tmin時，氮氣的含量Ⅲ比Ⅱ高，故Ⅲ到達平衡，故A錯誤；
B．若為一個表示正反應速率、另一個表示逆反應速率，反應到達平衡，若為同方向速率，選項A中關系式在任何情況下都成立，不能說明到達平衡，沒有指明H₂和N₂的正逆反應速率，不能說明反應達到了平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．由質(zhì)量守恒定律知，總質(zhì)量不變，該反應為體積縮小的反應，Ⅲ中N₂的含量最大，故總物質(zhì)的量最大，故Ⅲ平均相對分子質(zhì)量最小，故C錯誤；
D.500mL 的恒容密閉容器中均充人1molN₂和2.5molH₂，發(fā)生反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0．tmin時，Ⅲ中c（N₂）=1mol/L，可知消耗0.5molN₂，則消耗1.5molH₂，生成1molNH₃，平衡時c（N₂）=1mol/L、c（H₂）=2mol/L、c（NH₃）=2mol/L，則K=$\frac{{2}^{2}}{1×{2}^{3}}$=0.5，故D正確．
故選D．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高考常見題型和高頻考點，題目涉及化學平衡的移動、平衡常數(shù)的計算和濃度熵的關系，意在考查考生對圖象的分析能力以及對化學平衡的理解，難度較大．