Question

【题目】某化学兴趣小组开展模拟工业合成氨的制备实验，在2 L密闭容器内，t℃时发生反应：N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3 (g)，在体系中，n(N2)随时间的变化如下表：

时间(min)	0	1	2	3	4	5
N2的物质的量(mol)	0.20	0.10	0.08	0.06	0.06	0.06

(1) 上述反应在第5min时，N2的转化率为___________________ ；

(2) 用H2表示从0～2 min内该反应的平均速率v(H2)=______________________；

(3) t℃时，在4个均为2L密闭容器中不同投料下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果，判断该反应进行快慢的顺序为________________________(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) 下列表述能作为上述实验中可逆反应N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3 (g) 达到化学平衡状态的标志是_________________________ ；

a. 反应速率v(N2)：v(H2)：v(NH3)=1：3：2

b. 各组分的物质的量浓度不再改变

c. 混合气体的平均相对分子质量不再改变

d. 混合气体的密度不变

e. 单位时间内生成n mol N2的同时，生成3n mol H2。

f. v(N2)消耗=2 v(NH3)消耗

g. 单位时间内3mol H﹣H键断裂的同时2mol N﹣H键也断裂

(5) 下列措施不能使上述化学反应速率加快的是_____________。

a．及时分离出NH3气体 b．适当升高温度

c．增大N2的浓度 d．选择高效催化剂

Answer 1

【答案】70% 0.09mol/(L.min) a>c=d>b bc a

【解析】

（1）N2的初始物质的量0.20mol，第5min时，N2的物质的量为0.06mol，根据转化率公式，转化率=×100%计算；

（2）根据平均速率v(N2)=△C÷△t，v(H2)＝3v(N2)计算；

（3）同一化学反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比；先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较，从而确定选项，注意单位是否相同；
（4）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。

N2的初始物质的量0.20mol，第5min时，N2的物质的量为0.06mol，已经转化的氮气的物质的量为：0.20mol0.06mol＝0.14mol，反应在第5min时，N2的转化率=×100%=0.14mol÷0.2mol×100%＝70%，

故答案为：70%；

N2的初始物质的量0.20mol，第2min时，N2的物质的量为0.08mol，从02min内已经转化的氮气的物质的量为：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)，

故答案为：0.09mol/(Lmin)；

反应为N2 (g)+3 H2 (g) 2 NH3，以氢气的反应速率为标准进行判断；

a．V(NH3)＝0.05mol/(Lmin)，反应速率之比等于其计量数之比，所以ν(H2)＝0.075mol/(Lmin)；

b．ν(H2)＝0.03mol/(Lmin)；

c．ν(N2)＝0.02mol/(Lmin)，反应速率之比等于其计量数之比，所以ν(H2)＝0.06mol/(Lmin)；
d．ν(H2)＝0.001mol/(Lmin)。

所以该反应进行快慢的顺序为a>c>b>d，

故答案为：a>c>b>d；

a．反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态都存在反应速率v(N2)：v(H2)：v(NH3)＝1:3:2，不能用于判断是否破坏，故a错误；
b．各组分的物质的量浓度不再改变，可说明正逆反应速率相等，达到破坏状态，故b正确；
c．混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明气体的总物质的量不变，可说明达到破坏状态，故c正确；

d．因气体的质量不变，容器的体积不变，则无论是否达到破坏，混合气体的密度都不变，故d错误；

e．单位时间内生成nmolN2的同时，生成3nmol H2，都为逆反应，不能说明正逆反应速率相等，故e错误；

f．2v(N2)消耗＝v(NH3)消耗，说明正逆反应速率相等，v(N2)消耗＝2v(NH3)消耗，不能说明正逆反应速率相等，故f错误；

g．单位时间内3molHH键断裂的同时2molNH键也断裂，正逆反应速率不等，没有达到破坏状态，故g错误；

故答案为：bc。

(5) a．及时分离出NH3气体，氨气的浓度降低，化学反应速率变慢，故a错误；

b．升高温度，化学反应速率加快，故b正确；

c．增大N2的浓度，提高化学反应速率，故c正确；

d．选择高效催化剂，可以加快化学反应速率。故d正确；

故选：c。

故答案为:c。