Question

在一密闭容器中发生反应N₂＋3H₂2NH₃，△H<0达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示：回答下列问题：

（1）处于平衡状态的时间段是    (填选项)。

A．t0～t1

B．t1～t2

C．t2～t3

D．t3～t4

E．t4～t5

F．t5～t6

（2）t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是_____(填选项)。

A．增大压强

B．减小压强

C．升高温度

D．降低温度

E．加催化剂

F．充入氮气

t1时刻    ；t3时刻    ；t4时刻    。

（3）依据（2）中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是     (填选项)。

A．t0～t1   B．t2～t3   C．t3～t4   D．t5～t6

（4）如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。

（5）一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20%，则反应后与反应前的混合气体体积之比为     。

Answer

（1） ACDF （2） C、E、B （3）A （4）如图

（5）5:6

【解析】

试题分析：（1）根据图示可知，t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6时间段内，v(正)、v(逆)相等，反应处于平衡状态，答案选A、C、D、F；

（2）t1时，v(正)、v(逆)同时增大，且v(逆)增大得更快，平衡向逆反应方向移动，由于正反应是体积减小的、放热的可逆反应，所以t1时改变的条件是升高温度。t3时，v(正)、v(逆)同时增大且增大量相同，平衡不移动，t3时改变的条件是加催化剂。t4时，v(正)、v(逆)同时减小，但平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强，答案选C、E、B。

（3）根据图示知，t1～t2、t4～t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0～t1时间段的低，所以t0～t1时间段内NH3的百分含量最大，答案选A。

（4）t6时刻分离出NH3，v(逆)马上减小，而v(正)逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达平衡，据此可画出反应速率的变化曲线为。

（5）设反应前加入a mol N2，b mol H2，达平衡时生成2x mol NH3，则反应后气体总的物质的量＝(a＋b－2x)mol，2x÷(a+b-2x)＝0.2，解得：a＋b＝12x，故反应后与反应前的混合气体体积之比5：6。

【考点定位】本题主要是考查化学平衡状态及移动，影响化学反应速率的因素，化学反应速率的计算与图像分析等

【名师点晴】化学平衡图像题的解题思路可归纳为：①紧扣特征，弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液体物质参与反应等。②先拐先平，在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。③定一议二，当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。④三步分析法，一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。掌握以上几点，该类问题就可迎刃而解。