Question

18．500℃、20MPa時，將H₂和N₂置于一容積為2L的密閉容器中發生反應．反應過程中H₂、N₂和NH₃的物質的量變化如圖所示，下列說法中正確的是（　　）

• A． 從反應開始到第一次平衡時，N₂的平均反應速率為0.005 mol•L^-1•min^-1
• B． 平衡在10 min至20 min的變化，可能是因為增大了容器體積
• C． 25 min時，分離出了0.1 mol NH₃
• D． 在25 min后平衡向正反應方向移動，新平衡中NH₃的體積分數比原平衡的小

Answer 1

分析 A．第一次平衡時，時間為20min，氮氣的物質的量由0.4mol變為0.25mol，容器容積為2L，根據速率公式可計算出氮氣的速率；
B．根據圖象知，平衡向正反應方向移動，10min時是連續的，三種氣體物質的速率增加倍數相同，說明為使用催化劑；
C．25分鐘，NH₃的物質的量突然減少，而H₂、N₂的物質的量不變，說明應是分離出NH₃；
D．第25分鐘，NH₃的物質的量突然減少，而H₂、N₂的物質的量不變，說明應是分離出NH₃，壓強減小，據此分析．

解答 解：A．第一次平衡時，時間為20min，氮氣的物質的量由0.4mol變為0.35mol，容器容積為2L，v（N₂）=$\frac{\frac{0.05mol}{2L}}{10min}$=0.0025mol/（L•min），故A錯誤；
B．由圖象可知各組分物質的量變化增加，且10min時變化是連續的，20min達平衡時，△n（N₂）=0.4-0.25=0.15mol，△n（H₂）=0.6mol-0.15mol=0.45mol，△n（NH₃）=0.3mol，物質的量變化之比等于化學計量數之比，三種氣體物質的速率增加倍數相同，說明10min可能改變的條件是使用催化劑，故B錯誤；
C．25分鐘，NH₃的物質的量突然減少，而H₂、N₂的物質的量不變，說明應是分離出NH₃，故C正確；
D．第25分鐘，NH₃的物質的量突然減少，而H₂、N₂的物質的量不變，說明應是分離出NH₃，由于反應條件為恒容，與原平衡相比，容器內壓強減小，則反應進行的程度減小，但達到新平衡后NH₃的體積分數比原平衡大，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查化學平衡的計算、平衡移動以及平衡狀態的判斷，題目難度中等，注意對圖象的分析．