Question

在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定条件下发生如下反应：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）+Q（Q＞0），
（1）该反应所用的催化剂是

 

（填写名称）
该反应450℃的平衡常数

 

500℃时的平衡常数（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是

 

A．3V_正（H₂）=2V_逆（NH₃）         B．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
C．容器中气体的密度不随时间而变化  D．容器中气体的分子总数不随时间而变化
（3）如上述反应若第5分钟时达到平衡，测得NH₃的物质的量为0.2mol计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v（N₂）为

 

mol/（L．min）．
（4）下列研究目的和示意图相符的是

 

．

	A	B	C	D
研究目的	压强对反应的影响（P1＞P2）	温度对反应的影响	平衡体系增加N2对反应的影响	催化剂对反应的影响
图示

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）工业合成氨的催化剂是以铁为载体的催化剂为铁触媒，反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，平衡常数减小；
（2）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断；
（3）依据反应速率概念计算氨气的反应速率，结合速率之比等于化学方程式系数之比换算得到氮气的反应速率；
（4）A、合成氨反应是气体体积缩小的反应，则利用压强对化学平衡及化学反应速率的影响，然后结合图象来分析；
B、合成氨的反应是放热反应，利用温度对化学平衡的影响及图象来分析；
C、利用增大反应物的浓度对化学平衡移动的影响并结合图象来分析；
D、利用催化剂对化学反应速率及化学平衡的影响，结合图象来分析．

解答： 解：（1）工业合成氨的催化剂是以铁为载体的催化剂为铁触媒，反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，平衡常数减小，反应450℃的平衡常数大于500℃时的平衡常数，
故答案为：铁触媒；＞；
（2）A．化学反应速率之比等于系数之比，当2v_正（H₂）=3v_逆（NH₃）才证明平衡，故A错误；
B．容器中气体的平均相对分子量M=

m

n

，n对于该反应来说是变化的，当n不变化了，即M不变化了，达到平衡，故B正确；
C．容器中气体的密度ρ=

m

V

，密度始终是不随时间而变化的一个定值，故C错误；
D．容器中气体的分子总数不随时间而变化证明各组分浓度保持不变了，故D正确；
故答案为：BD；   
（3）如上述反应若第5分钟时达到平衡，测得NH₃的物质的量为0.2mol计算从反应开始到平衡时，氨气的反应速V（HN₃）=）=

0.2mol 2L

5min

=0.02mol/L?min，反应速率之比等于化学方程式系数之比，平均反应速率v（N₂）=

1

2

V（HN₃）=0.01mol/（L?min），
故答案为：0.01；
（4）A、该反应中增大压强平衡向正反应方向移动，则氨气的体积分数增大，并且压强越大，化学反应速率越大，达到化学平衡的时间越少，与图象不符，故A错误；
B、因该反应是放热反应，升高温度化学平衡向逆反应反应移动，则氮气的转化率降低，与图象中转化率增大不符，故B错误；
C、反应平衡后，增大氮气的量，则这一瞬间正反应速率增大，逆反应速率不变，然后正反应速率在不断减小，逆反应速率不断增大，直到新的平衡，与图象符合，故C正确；
D、因催化剂对化学平衡无影响，但催化剂加快化学反应速率，则有催化剂时达到化学平衡的时间少，与图象不符，故D错误；
故答案为：C．

点评：本题考查化学平衡标志的分析判断，化学反应速率概念分析应用，明确影响化学反应速率及化学平衡的影响因素，图象中纵横坐标的含义即可解答，题目难度中等．