Question

容積均為500 mL的Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三個(gè)密閉容器（容器體積恒定不變）中分別充入1 mol N₂和2.5 mol H₂，三個(gè)容器的反應(yīng)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(yīng)：N₂+3H₂?2NH₃（△H＜0）．實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)均進(jìn)行到t min時(shí)N₂的體積分?jǐn)?shù)如圖所示．下列說法正確的是（　�。�

• A、當(dāng)v（H₂）=3v（N₂）時(shí)，可以說明三個(gè)容器中的反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)
• B、在t min時(shí)，一定達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是Ⅱ和Ⅲ
• C、在t min時(shí)測得c（N₂）Ⅲ=1 mol/L，若再向Ⅲ中充入1.5 mol N₂和1 mol NH3，H₂的轉(zhuǎn)化率不變
• D、三個(gè)容器中的反應(yīng)均達(dá)到平衡后，容器I中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量最小

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：A、沒有指明H₂和N₂的正逆反應(yīng)速率；
B、不能確定容器II中氮?dú)馐欠襁_(dá)到最小值；
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(dá)到平衡，平衡后N₂的濃度為1mol/L，利用三段式法計(jì)算平衡常數(shù)，結(jié)合濃度商和平衡常數(shù)比較分析判斷平衡移動(dòng)方向解決；
D、由質(zhì)量守恒定律知，總質(zhì)量不變，該反應(yīng)為體積縮小的反應(yīng)，Ⅲ中N₂的含量最大，故總物質(zhì)的量最大，平均相對分子質(zhì)量最�。�

解答： 解：A、若為一個(gè)表示正反應(yīng)速率、另一個(gè)表示逆反應(yīng)速率，反應(yīng)到達(dá)平衡，若為同方向速率，選項(xiàng)A中關(guān)系式在任何情況下都成立，不能說明到達(dá)平衡，沒有指明H₂和N₂的正逆反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B、由于不能確定容器II中氮?dú)馐欠襁_(dá)到最小值，因此不能確定II是否達(dá)到平衡狀態(tài)，若未達(dá)平衡，溫度越高反應(yīng)速率越快，相同時(shí)間內(nèi)氮?dú)獾暮�量越低，tmin時(shí)，氮?dú)獾暮�量Ⅲ比Ⅱ高，故Ⅲ到達(dá)平衡，故B錯(cuò)誤；
C、解：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(dá)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
②K=

22

1×23

=0.5，保持溫度不變，再向容器中同時(shí)充入1.5mol氮?dú)夂?mol氨氣，則此時(shí)N₂的濃度=1mol/L+

1.5mol

0.5L

=4mol/L，NH₃的濃度=2mol/L+

1mol

0.5L

=4mol/L，故濃度冪Q_c=

42

4×23

=0.5=K，則平衡不移動(dòng)，H₂的轉(zhuǎn)化率將不變，故C正確；
D、由質(zhì)量守恒定律知，總質(zhì)量不變，該反應(yīng)為體積縮小的反應(yīng)，Ⅲ中N₂的含量最大，故總物質(zhì)的量最大，故Ⅲ平均相對分子質(zhì)量最小，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡的移動(dòng)、平衡常數(shù)的計(jì)算和濃度熵的關(guān)系，意在考查考生對圖象的分析能力以及對化學(xué)平衡的理解，難度較大．