Question

【題目】某溫度下，在2 L恒容密閉容器中3種物質間進行反應，X、Y、Z的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示，反應在t1 min 時達到平衡。

(1)請寫出該反應的化學方程式：_____________________________。

(2)若上述反應中X、Y、Z分別為NH3、H2、N2，且已知1 mol 氨氣分解成氮氣和氫氣要吸收46 kJ的熱量，則至t1 min時，該反應吸收的熱量為________；在此t1 min時間內，用H2表示該反應的平均速率v(H2)為__________。下列敘述能判斷該反應達到平衡狀態的是________(填字母代號)。

A．容器內各氣體組分的質量分數不再發生改變

B．正反應速率與逆反應速率相等

C．容器內氣體的密度不再發生改變

D．混合氣體的平均相對分子質量不再發生改變

Answer 1

【答案】 2X3Y＋Z(寫“===”不得分) 36.8 kJ　 mol/(L·min) ABD

【解析】分析：（1）化學反應中，各物質的物質的量的變化值與化學計量數呈正比，以此書寫化學方程式；

（2）利用轉化的物質的量計算反應熱，根據反應速率的含義計算；當反應中各物質的物質的量不再變化時，反應達到平衡狀態，各物質的濃度不變，由此衍生的一些物理量不變。

詳解：（1）由圖象可以看出，X的物質的量逐漸減小，則X為反應物，Y、Z的物質的量逐漸增多，作為Y、Z為生成物，當反應到達t1min時，△n（X）=0.8mol，△n（Y）=1.2mol，△n（Z）=0.4mol，化學反應中，各物質的物質的量的變化值與化學計量數呈正比，則△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=2：3：1，所以反應的化學方程式為2X3Y＋Z；

（2）由于1mol氨氣分解成氮氣和氫氣要吸收46kJ的熱量，而反應中△n（X）=0.8mol，熱效應為：0.8mol×46kJ/mol=36.8kJ；在此t1 min時間內生成氫氣是1.2mol，濃度是0.6mol/L，則用H2表示該反應的平均速率v(H2)為mol/(L·min)；

A．容器內各氣體組分的質量分數不再發生改變說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，A正確；

B．正反應速率與逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，B正確；

C．由于反應在體積不變的密閉容器中進行，反應過程中氣體的體積不變，質量不變，則混合氣體的密度不變，不能判斷是否達到平衡狀態，C錯誤；

D．混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量不變，但物質的量是變化的，所以混合氣體的平均相對分子質量不再發生改變，反應達到平衡狀態，D正確；答案選ABD。