Question

7．氨是一種重要的化工產品，是氮肥工業(yè)、有機合成工業(yè)以及制造硝酸、銨鹽和純堿等的原料．
（1）在一定溫度下，在固定體積的密閉容器中進行可逆反應：N₂+3H₂?2NH₃ 該可逆反應達到平衡的標志是BCE．
A．3v（H₂）_正=2v（NH₃）_逆
B．單位時間生成m mol N₂的同時消耗3m mol H₂
C．容器內的總壓強不再隨時間而變化
D．混合氣體的密度不再隨時間而變化
E．a mol N≡N鍵斷裂的同時，有6a mol N-H鍵斷裂
F．N₂、H₂、NH₃的分子數之比為1：3：2
（2）某化學研究性學習小組模擬工業(yè)合成氨的反應．在容積固定為2L的密閉容器內充入1mol N₂和3mol H₂，加入合適催化劑（體積可以忽略不計）后在一定溫度壓強下開始反應，并用壓力計監(jiān)測容器內壓強的變化如表：

反應時間/min	0	5	10	15	20	25	30
壓強/MPa	16.80	14.78	13.86	13.27	12.85	12.60	12.60

則從反應開始到25min時，以N₂表示的平均反應速率=0.01 mol/（L•min）；
該溫度下平衡常數K=2.37．

Answer 1

分析 （1）當化學反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理性不變，以此解答該題；
（2）同一溫度下，容器中氣體壓強與總的物質的量成正比，根據壓強計算平衡時混合氣體的物質的量，再根據v=$\frac{△c}{△t}$計算氮氣的平均反應速率；根據平衡時各物質的濃度計算其平衡常數．

解答 解：（1）A．2v（H₂）_正=3v（NH₃）_逆時，該反應達到平衡狀態(tài)，所以3v（H₂）_正=2v（NH₃）_逆時該反應沒有達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
B．單位時間生成m mol N₂的同時消耗3m mol H₂，正逆反應速率相等，所以該反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
C．對反應前后氣體體積不相等反應，容器內的總壓強不再隨時間而變化，反應體系中各物質的濃度不變，所以達到平衡狀態(tài)，故正確；
D．無論該反應是否達到平衡狀態(tài)，混合氣體的密度不隨時間變化，所以密度不能作為判斷依據，故錯誤；
E．a molN≡N鍵斷裂的同時，有6amolN-H鍵斷裂，正逆反應速率相等，所以該反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
F．N₂、H₂、NH₃的分子數之比為1：3：2時該反應不一定達到平衡狀態(tài)，與反應物的初始濃度及轉化率有關，故錯誤；
故選：BCE；
（2）同一溫度下，容器中氣體壓強與總的物質的量成正比，設平衡狀態(tài)時混合氣體的物質的量為x，
16.80：12.60=（1+3）mol：x，x=$\frac{4mol×12.60}{16.80}$=3mol，所以平衡時混合氣體的物質的量為3mol，
設參加反應的氮氣的物質的量為y，
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）物質的量減少
1mol                                       2mol
y                                        （4-3）mol
1mol：2mol=y：（4-3）mol，
y=$\frac{1mol×（4-3）mol}{2mol}$=0.5mol，
則從反應開始到25min時，以N₂表示的平均反應速率=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{25min}$=0.01mol/（L•min），
平衡時，c（N₂）=$\frac{0.5mol}{2L}$=0.25mol/L、c（H₂）=$\frac{3mol-3×0.5mol}{2L}$=0.75mol/L、c（NH₃）=$\frac{0.5mol×2}{2L}$=0.5mol/L，化學平衡常數K=$\frac{0.5×0.5}{0.25×（0.75）{{\;}^{3}}^{\;}}$=2.37，
故答案為：0.01 mol/（L•min）；2.37．

點評 本題考查較綜合，涉及化學平衡計算、平衡判斷，側重考查知識運用能力，注意掌握化學平衡狀態(tài)的判斷方法．