Question

在一固定容積為2L的密閉容器內(nèi)加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定條件下發(fā)生如下反應：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）+Q（Q＞0），
（1）該反應所用的催化劑是

 

（填寫名稱）
該反應450℃的平衡常數(shù)

 

500℃時的平衡常數(shù)（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）下列描述中能說明上述反應已達平衡的是

 

A．3V_正（H₂）=2V_逆（NH₃）         B．容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化
C．容器中氣體的密度不隨時間而變化  D．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化
（3）如上述反應若第5分鐘時達到平衡，測得NH₃的物質的量為0.2mol計算從反應開始到平衡時，平均反應速率v（N₂）為

 

mol/（L．min）．
（4）下列研究目的和示意圖相符的是

 

．

	A	B	C	D
研究目的	壓強對反應的影響（P1＞P2）	溫度對反應的影響	平衡體系增加N2對反應的影響	催化劑對反應的影響
圖示

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）工業(yè)合成氨的催化劑是以鐵為載體的催化劑為鐵觸媒，反應是放熱反應，溫度升高，平衡逆向進行，平衡常數(shù)減��；
（2）反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發(fā)生變化，可由此進行判斷；
（3）依據(jù)反應速率概念計算氨氣的反應速率，結合速率之比等于化學方程式系數(shù)之比換算得到氮氣的反應速率；
（4）A、合成氨反應是氣體體積縮小的反應，則利用壓強對化學平衡及化學反應速率的影響，然后結合圖象來分析；
B、合成氨的反應是放熱反應，利用溫度對化學平衡的影響及圖象來分析；
C、利用增大反應物的濃度對化學平衡移動的影響并結合圖象來分析；
D、利用催化劑對化學反應速率及化學平衡的影響，結合圖象來分析．

解答： 解：（1）工業(yè)合成氨的催化劑是以鐵為載體的催化劑為鐵觸媒，反應是放熱反應，溫度升高，平衡逆向進行，平衡常數(shù)減小，反應450℃的平衡常數(shù)大于500℃時的平衡常數(shù)，
故答案為：鐵觸媒；＞；
（2）A．化學反應速率之比等于系數(shù)之比，當2v_正（H₂）=3v_逆（NH₃）才證明平衡，故A錯誤；
B．容器中氣體的平均相對分子量M=

m

n

，n對于該反應來說是變化的，當n不變化了，即M不變化了，達到平衡，故B正確；
C．容器中氣體的密度ρ=

m

V

，密度始終是不隨時間而變化的一個定值，故C錯誤；
D．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化證明各組分濃度保持不變了，故D正確；
故答案為：BD；   
（3）如上述反應若第5分鐘時達到平衡，測得NH₃的物質的量為0.2mol計算從反應開始到平衡時，氨氣的反應速V（HN₃）=）=

0.2mol 2L

5min

=0.02mol/L?min，反應速率之比等于化學方程式系數(shù)之比，平均反應速率v（N₂）=

1

2

V（HN₃）=0.01mol/（L?min），
故答案為：0.01；
（4）A、該反應中增大壓強平衡向正反應方向移動，則氨氣的體積分數(shù)增大，并且壓強越大，化學反應速率越大，達到化學平衡的時間越少，與圖象不符，故A錯誤；
B、因該反應是放熱反應，升高溫度化學平衡向逆反應反應移動，則氮氣的轉化率降低，與圖象中轉化率增大不符，故B錯誤；
C、反應平衡后，增大氮氣的量，則這一瞬間正反應速率增大，逆反應速率不變，然后正反應速率在不斷減小，逆反應速率不斷增大，直到新的平衡，與圖象符合，故C正確；
D、因催化劑對化學平衡無影響，但催化劑加快化學反應速率，則有催化劑時達到化學平衡的時間少，與圖象不符，故D錯誤；
故答案為：C．

點評：本題考查化學平衡標志的分析判斷，化學反應速率概念分析應用，明確影響化學反應速率及化學平衡的影響因素，圖象中縱橫坐標的含義即可解答，題目難度中等．