Question

18．在容積均為500mL的Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三個密閉容器（容器體積恒定不變）中分別充入1molN₂和2.5molH₂，三個容器的反應溫度分別為T₁，T₂，T₃，且恒定不變．在其他條件相同的情況下發(fā)生反應：N₂+3H₂?2NH₃△H＜0．實驗測得反應均進行到t min時N₂的體積分數(shù)如圖所示．下列說法正確的是（　�。�

• A． 當v（H₂）=3v（N₂）時．可以說明三個容器中的反應達平衡狀態(tài)
• B． 在t min時，一定達化學平衡狀態(tài)的是III
• C． 在t min時測得Ⅲ中c（N₂）=1mol•L^-1，若再向Ⅲ中充人1.5molN₂和1molNH₃，H₂的轉化率增大
• D． 三個容器中的反應均達到平衡后．氨氣的質(zhì)量分數(shù)Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ

Answer 1

分析 A、沒有指明H₂和N₂的正逆反應速率；
B、根據(jù)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；
C、在一定溫度和有催化劑存在的條件下，將1molN₂和2.5molH₂放入500mL密閉容器中，Ⅲ達到平衡，平衡后N₂的濃度為1mol/L，利用三段式法計算平衡常數(shù)，結合濃度商和平衡常數(shù)比較分析判斷平衡移動方向解決；
D、根據(jù)反應為放熱反應，所以升溫平衡向逆反應方向移動．

解答 解：A、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A錯誤；
B、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B正確；
C、在一定溫度和有催化劑存在的條件下，將1molN₂和2.5molH₂放入500mL密閉容器中，Ⅲ達到平衡，平衡后N₂的濃度為1mol/L，則：
              N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始（mol/L）：2       5        0
變化（mol/L）：1       3        2
平衡（mol/L）：1       2        2
K=$\frac{2{\;}^{2}}{1×2{\;}^{3}}$=0.5，保持溫度不變，再向容器中同時充入1.5mol氮氣和1mol氨氣，則此時N₂的濃度=1mol/L+$\frac{1.5mol}{0.5L}$=4mol/L，NH₃的濃度=2mol/L+$\frac{1mol}{0.5L}$=4mol/L，故濃度冪Q_c=$\frac{4{\;}^{2}}{4×2{\;}^{3}}$=0.5=K，則平衡不移動，H₂的轉化率將不變，故C錯誤；
D、因為該反應為放熱反應，所以升溫平衡向逆反應方向移動，則溫度越高氨氣的質(zhì)量分數(shù)越小，又T₁＜T₂＜T₃，所以三個容器中的反應均達到平衡后，氨氣的質(zhì)量分數(shù)Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ，故D正確；
故選BD．

點評 本題考查化學平衡的移動，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．