Question

在生活中，需要對(duì)化學(xué)反應(yīng)的速率和化學(xué)反應(yīng)的限度進(jìn)行研究，以便控制化學(xué)反應(yīng)．
I．某實(shí)驗(yàn)小組以H₂O₂分解為例，研究濃度、催化劑、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響．按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)．

	反應(yīng)物	催化劑	溫度
①	10mL10% H2O2溶液	無	25℃
②	10mL20% H2O2溶液	無	25℃
③	10mL20% H2O2溶液	無	40℃
④	10mL20% H2O2溶液	1mL0.1mol?L-1FeCl3溶液	40℃

通過測(cè)定氧氣的體積隨時(shí)間的變化做出了如圖甲所示，
請(qǐng)回答下列問題：
（1）代表實(shí)驗(yàn)①的圖示是

 

．
（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)③和④的目的是

 

 

（3）通過上面對(duì)比實(shí)驗(yàn)，所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：

 

 

Ⅱ．一定溫度下，在體積為2L的恒容密閉容器中充入1mol N₂和3mol H₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），測(cè)得其中N₂（g）物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖乙．
（4）從開始反應(yīng)到t₁時(shí)刻，氨氣的平均反應(yīng)速率為

 

．
（5）在t₂時(shí)刻，氫氣的轉(zhuǎn)化率為

 

．
（6）在t₃時(shí)刻，對(duì)于可逆反應(yīng)所達(dá)狀態(tài)，下列說法正確的有

 

．
①體系壓強(qiáng)不再改變；              ②一個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有6個(gè)N-H鍵斷裂；
③密度不再改變；                  ④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變；
⑤正反應(yīng)速率v（H₂）=0.6mol/（L?min），逆反應(yīng)速率v（NH₃）=0.4mol/（L?min）

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)平衡的影響因素,產(chǎn)物的百分含量隨濃度、時(shí)間的變化曲線,探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

專題：化學(xué)平衡專題,化學(xué)反應(yīng)速率專題

分析：（1）根據(jù)溫度、濃度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響進(jìn)行判斷；
（2）實(shí)驗(yàn)③和④反應(yīng)物的濃度、溫度相同，不同條件為是否使用催化劑，據(jù)此判斷對(duì)比實(shí)驗(yàn)③和④的目的；
（3）根據(jù)表中反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度、是否使用催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響得出結(jié)論；
（4）t₁時(shí)刻氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為0.5mol，根據(jù)反應(yīng)速率的表達(dá)式及反應(yīng)方程式計(jì)算出從開始反應(yīng)到t₁時(shí)刻，氨氣的平均反應(yīng)速率；
（5）根據(jù)圖象判斷在t₂時(shí)刻氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，再根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算出消耗的氫氣的物質(zhì)的量，最后計(jì)算出氫氣的轉(zhuǎn)化率；
（6）根據(jù)圖象可知，在t₃時(shí)刻已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征進(jìn)行判斷．

解答： 解：（1）溫度越高，反應(yīng)速率越快，使用催化劑，反應(yīng)速率加快，濃度越大，反應(yīng)速率越快，實(shí)驗(yàn)①中雙氧水濃度最小，沒有使用催化劑，溫度為25℃，則在實(shí)驗(yàn)①～④中反應(yīng)速率最小，甲中斜率越大，反應(yīng)速率越快，則代表實(shí)驗(yàn)①的為Ⅳ，
故答案為：Ⅳ；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)③④中反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度相同，而實(shí)驗(yàn)④使用了催化劑，所以對(duì)比實(shí)驗(yàn)③和④的目的是探究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響，
故答案為：探究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)①②可知，增加反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快；根據(jù)實(shí)驗(yàn)②③可知，升高反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率加快；根據(jù)實(shí)驗(yàn)③④可知，使用催化劑，反應(yīng)速率加快，
故答案為：增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快；升高溫度，反應(yīng)速率加快（或使用催化劑，反應(yīng)速率加快）；
（4）根據(jù)圖象可知，t₁時(shí)刻氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為0.5mol，氮?dú)獾臐舛茸兓癁椋篶（N₂）=

1mol-0.5mol

2L

=0.25mol/L，從開始反應(yīng)到t₁時(shí)刻，氮?dú)獾钠骄�反�?yīng)速率為：v（N₂）=

0.25mol/L

t1min

=

1

4t1

mol/（L?min），根據(jù)反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，氨氣的平均反應(yīng)速率為：v（NH₃）=2v（N₂）=2×

1

4t1

mol/（L?min）=

1

2t1

mol/（L?min），
故答案為：

1

2t1

mol/（L?min）；
（5）在t₂時(shí)刻氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為0.25mol，反應(yīng)消耗的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為：1mol-0.25mol=0.75mol，根據(jù)反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，反應(yīng)消耗的氫氣的物質(zhì)的量為：0.75mol×3=2.25mol，在t₂時(shí)刻，氫氣的轉(zhuǎn)化率為：

2.25mol

3mol

×100%=75%，
故答案為：75%；
（6）在t₃時(shí)刻與t₂時(shí)刻時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量不再變化，說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，各組分的濃度、百分含量一定不再發(fā)生變化，
①體系壓強(qiáng)不再改變；由于t₃時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)，則反應(yīng)體系中各組分的濃度不再變化，混合氣體的總物質(zhì)的量不變，則壓強(qiáng)不再變化，故①正確；             
②一個(gè)N≡N鍵斷裂，則反應(yīng)消耗1分子氮?dú)�，由于達(dá)到平衡狀態(tài)，則同時(shí)會(huì)消耗2mol氨氣，即有6個(gè)N-H鍵斷裂，故②正確；
③密度不再改變；混合氣體的質(zhì)量不變，容器的容積不變，則氣體的密度始終不變，故③正確；               
④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變；達(dá)到平衡狀態(tài)后，氣體的總物質(zhì)的量不變，而氣體的質(zhì)量始終不變，則氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量一定不變，故④正確；
⑤正反應(yīng)速率v（H₂）=0.6mol/（L?min），逆反應(yīng)速率v（NH₃）=

2

3

v（H₂）=0.4mol/（L?min），故⑤正確；
故答案為：①②③④⑤．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的因素、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，注意掌握化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響因素，明確化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，能夠根據(jù)反應(yīng)速率表達(dá)式及反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系正確計(jì)算出反應(yīng)速率．