Question

10．在一密閉容器中發生反應N₂+3H₂?2NH₃，達到平衡后，只改變某一個條件時，反應速率與反應時間的關系如圖所示：
回答下列問題：
（1）處于平衡狀態的時間段是ACDF（填選項）．
A．t₀～t₁　　　　B．t₁～t₂　　　　 C．t₂～t₃
D．t₃～t₄        E．t₄～t₅         F．t₅～t₆
（2）t₁、t₃、t₄時刻分別改變的一個條件是（填選項）．
A．增大壓強     B．減小壓強     C．升高溫度
D．降低溫度     E．加催化劑     F．充入氮氣
t₁時刻C；t₃時刻E；
（3）依據（2）中的結論，下列時間段中，氨的百分含量最高的是A（填選項）．
A．t₀～t₁　     B．t₂～t₃　　C．t₃～t₄　　D．t₅～t₆
（4）一定條件下，合成氨反應達到平衡時，測得混合氣體中氨氣的體積分數為20%，則反應后與反應前的混合氣體體積之比為5：6．

Answer 1

分析 （1）根據圖示結合v_正=v_逆，判斷是否處于平衡狀態；
（2）由圖可知，t₁正逆反應速率均增大，且逆反應速率大于正反應速率；t₃時正逆反應速率均增加，且逆反應速率等于正反應速率；t₄時正逆反應速率均減小，且逆反應速率大于正反應速率；
（3）由圖可知，t₁平衡逆向移動，t₃不移動，根據移動結果分析；
（4）設反應前加入a mol N₂，b mol H₂，達平衡時生成2x mol NH₃，根據三段式和氨氣的體積分數計算．

解答 解：（1）根據圖示可知，t₀～t₁、t₂～t₃、t₃～t₄、t₅～t₆時間段內，v_正、v_逆相等，反應處于平衡狀態，故答案為：ACDF；
（2）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，可知，該反應為放熱反應，且為氣體體積減小的反應，則由圖可知，t₁正逆反應速率均增大，且逆反應速率大于正反應速率，改變條件應為升高溫度；t₃時正逆反應速率均增大，且逆反應速率等于正反應速率，改變條件應為加催化劑，
故答案為：C；E；
（3）由圖可知，t₁平衡逆向移動，t₃不移動，t₄平衡逆向移動，均使氨氣的含量減少，則t₀～t₁氨氣的含量最大，
故答案為：A；
（4）設反應前加入a mol N₂，b mol H₂，達平衡時生成2x mol NH₃，
     N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始 a       b         0
轉化 x      3x        2x
平衡 a-x    b-3x      2x
則反應后氣體總的物質的量=（a+b-2x）mol，$\frac{2x}{a+b-2x}$=0.2，解得：a+b=12x，故反應后與反應前的混合氣體體積之比=$\frac{a+b-2x}{a+b}$=$\frac{12x-2x}{12x}$=$\frac{5}{6}$，
故答案為：5：6．

點評 本題考查影響化學反應速率的因素，注意把握反應的特點及圖象分析是解答的關鍵，明確溫度、壓強、催化劑對反應速率的影響即可解答，題目難度不大．