问题 问答题

Ⅰ.体积为5L的恒温、恒容密闭容器甲起始投入2mol N2 3mol H2经过10s达平衡,测得平衡时NH3的物质的量为0.8mol.

Ⅱ.容器乙起始投入a mol N2,b mol H2,维持恒温、恒压到平衡,测得平衡时NH3的物质的量为1.2mol.两平衡温度相同、相同组分的体积分数都相同.

(1)容器甲10s 内用H2表示的平均反应速率v(H2)=______,达平衡时N2的转化率=______.

(2)下列哪些情况表明容器乙已达平衡状态?______

A.容器乙的气体密度不再变化         B.氢元素的质量不再变化

C.氮气的生成速率等于氨气的消耗速率 D.断裂1molN≡N键同时断裂6mol N-H键

(3)达平衡时甲容器的压强______ 乙容器的压强(填“等于”、“大于”或“小于”).

(4)a=______mol,b=______mol.

(5)达平衡时乙容器的体积为______L.

(6)起始时容器乙是容器甲压强的______倍.

答案

(1)v(NH3)=

△c(NH3)
△t
=
0.8mol/5L
10s
=0.016mol/(L•s)

         v(H2)=

3
2
v(NH3)=
3
2
×0.016mol/(L•s)=0.024 mol/(L•s)

         α(N2)=

1
2
×0.8mol
2mol
×100%=20%

故答案为:0.024 mol/(L•s)    20%

(2)A:恒温、恒压下对于反应 N2+3H2=2NH3,气体的物质的量发生变化,容器乙的体积亦随之变化,反应混合物的总质量不变.当容器乙的气体密度不再变化,说明容器乙的体积不再变化,反应到达平衡状态.故A对.

B:氢元素的质量自始至终都不发生变化,不能说明到达平衡状态.故B错.

C:利用速率相等判断是否到达平衡状态,是指同一物质的生成速率与消耗速率相等,氨气的消耗说明氮气生成,方向一致,不能说明到达平衡状态.故C错.

D:反应断裂1mol N≡N键同时要生成6molN-H键,断裂N-H键与生成N-H键的量相等,到达平衡状态.故D对.

 故选:A D

(3)根据理想气体状态方程:PV=nRT,得P=

n
V
RT,由两平衡温度相同、相同组分的体积分数都相同,得
n
V
相同,T相同,所以得出P相同.

所以本题答案为:相等

(4)I中:N2 +3H2 =2NH3

           开始    2mol   3mol   0mol

           变化   0.4mol  1.2mol   0.8mol

           平衡   1.6mol  1.8mol   0.8mol

平衡时N2体积分数:

1.6mol
1.6mol+1.8mol+0.8mol
=
8
21

平衡时H2体积分数:

1.8mol
1.6mol+1.8mol+0.8mol
=
3
7

平衡时NH3体积分数:1-

8
21
-
3
7
=
4
21

II中:容器乙中反应混合物总物质的量为:n=1.2mol÷

4
21
=6.3mol

                      N2 +3H2 ═2NH3

           开始   amol   bmol    0mol

           变化 0.6mol   1.8mol    1.2mol

           平衡 (a-0.6)mol  (b-1.8)mol  1.2mol

所以:(a-0.6)mol=6.3mol×

8
21
    得a=3

      (b-1.8)mol=6.3mol×

3
7
     得b=4.5

故答案为:3   4.5

(5)I中平衡时N2浓度:c(N2)=

1.6mol
5L

I中平衡时H2浓度:c(H2)=

1.8mol
5L

I中平衡时NH3浓度:c(NH3)=

0.8mol
5L

该温度下平衡常数kc=

(
0.8
5
)
2
(
1.8
5
)
3
×
1.6
5
=
10
1.83
,平衡常数只受温度影响,温度相同平衡常数相等.

令达平衡时乙容器的体积为VL,则:

(
1.2
v
)
2
(
2.7
v
)
3
×
2.4
v
=
10
1.83
,得V=7.5

故答案为:7.5

(6)令起始时容器甲压强为p,起始时容器乙压强p′,由理想气体状态方程PV=nRT得:

p×5=5RT,p′×7.5=6.3RT.所以p′=0.84p

故答案为:0.84

单项选择题 A3/A4型题
单项选择题