Question

【題目】某化學興趣小組開展模擬工業合成氨的制備實驗，在2 L密閉容器內，t℃時發生反應：N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3 (g)，在體系中，n(N2)隨時間的變化如下表：

時間(min)	0	1	2	3	4	5
N2的物質的量(mol)	0.20	0.10	0.08	0.06	0.06	0.06

(1) 上述反應在第5min時，N2的轉化率為___________________ ；

(2) 用H2表示從0～2 min內該反應的平均速率v(H2)=______________________；

(3) t℃時，在4個均為2L密閉容器中不同投料下進行合成氨反應。根據在相同時間內測定的結果，判斷該反應進行快慢的順序為________________________(用字母填空，下同)；

a．v(NH3)=0.05 mol L-1-min-1 b．v(H2)=0.03 mol L-1-min-1

c．v(N2)=0.02mol L-1-min-1　　 　　 d．v(H2)=0.001 mol L-1- s -1

(4) 下列表述能作為上述實驗中可逆反應N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3 (g) 達到化學平衡狀態的標志是_________________________ ；

a. 反應速率v(N2)：v(H2)：v(NH3)=1：3：2

b. 各組分的物質的量濃度不再改變

c. 混合氣體的平均相對分子質量不再改變

d. 混合氣體的密度不變

e. 單位時間內生成n mol N2的同時，生成3n mol H2。

f. v(N2)消耗=2 v(NH3)消耗

g. 單位時間內3mol H﹣H鍵斷裂的同時2mol N﹣H鍵也斷裂

(5) 下列措施不能使上述化學反應速率加快的是_____________。

a．及時分離出NH3氣體 b．適當升高溫度

c．增大N2的濃度 d．選擇高效催化劑

Answer 1

【答案】70% 0.09mol/(L.min) a>c=d>b bc a

【解析】

（1）N2的初始物質的量0.20mol，第5min時，N2的物質的量為0.06mol，根據轉化率公式，轉化率=×100%計算；

（2）根據平均速率v(N2)=△C÷△t，v(H2)＝3v(N2)計算；

（3）同一化學反應中，同一時間段內，各物質的反應速率之比等于其計量數之比；先把不同物質的反應速率換算成同一物質的反應速率進行比較，從而確定選項，注意單位是否相同；
（4）根據化學平衡狀態的特征解答，當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態。

N2的初始物質的量0.20mol，第5min時，N2的物質的量為0.06mol，已經轉化的氮氣的物質的量為：0.20mol0.06mol＝0.14mol，反應在第5min時，N2的轉化率=×100%=0.14mol÷0.2mol×100%＝70%，

故答案為：70%；

N2的初始物質的量0.20mol，第2min時，N2的物質的量為0.08mol，從02min內已經轉化的氮氣的物質的量為：0.20mol0.08mol＝0.12mol，平均速率v(N2)=△C÷△t=0.12mol÷2L÷2min=0.03mol/(Lmin)，v(H2)＝3v(N2)＝0.09mol/(Lmin)，

故答案為：0.09mol/(Lmin)；

反應為N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3，以氫氣的反應速率為標準進行判斷；

a．V(NH3)＝0.05mol/(Lmin)，反應速率之比等于其計量數之比，所以ν(H2)＝0.075mol/(Lmin)；

b．ν(H2)＝0.03mol/(Lmin)；

c．ν(N2)＝0.02mol/(Lmin)，反應速率之比等于其計量數之比，所以ν(H2)＝0.06mol/(Lmin)；
d．ν(H2)＝0.001mol/(Lmin)。

所以該反應進行快慢的順序為a>c>b>d，

故答案為：a>c>b>d；

a．反應速率之比等于化學計量數之比，無論是否達到平衡狀態都存在反應速率v(N2)：v(H2)：v(NH3)＝1:3:2，不能用于判斷是否破壞，故a錯誤；
b．各組分的物質的量濃度不再改變，可說明正逆反應速率相等，達到破壞狀態，故b正確；
c．混合氣體的平均相對分子質量不再改變，說明氣體的總物質的量不變，可說明達到破壞狀態，故c正確；

d．因氣體的質量不變，容器的體積不變，則無論是否達到破壞，混合氣體的密度都不變，故d錯誤；

e．單位時間內生成nmolN2的同時，生成3nmol H2，都為逆反應，不能說明正逆反應速率相等，故e錯誤；

f．2v(N2)消耗＝v(NH3)消耗，說明正逆反應速率相等，v(N2)消耗＝2v(NH3)消耗，不能說明正逆反應速率相等，故f錯誤；

g．單位時間內3molHH鍵斷裂的同時2molNH鍵也斷裂，正逆反應速率不等，沒有達到破壞狀態，故g錯誤；

故答案為：bc。

(5) a．及時分離出NH3氣體，氨氣的濃度降低，化學反應速率變慢，故a錯誤；

b．升高溫度，化學反應速率加快，故b正確；

c．增大N2的濃度，提高化學反應速率，故c正確；

d．選擇高效催化劑，可以加快化學反應速率。故d正確；

故選：c。

故答案為:c。