Question

(1)一定温度下，在密闭容器内进行某化学反应，气体X、Y的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。

①写出该反应的化学方程式_____________________。

②在t₁和t₂时正反应速率分别为v₁和v₂，则二者大小关系为v₁________v₂ (填“>”、“ <”或“=”)。

③在t₁、t₂和t₃三个时刻中，反应限度最大的是________(填“t₁”、“ t₂”或“t₃”)。

(2)一定温度下，将一定量的N₂和H₂充入固定体积的密闭容器中进行反应：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)。

①下列描述能说明该可逆反应达到化学平衡状态的有_______。

A.容器内的压强不变     

B.容器内气体的密度不变

C.相同时间内有3molH-H键断裂，有6molN-H键形成

D.c(N₂)：c(H₂)：c(NH₃)=1：3：2

E.NH₃ 的质量分数不再改变

②若起始时向容器中充入10mol·L^-1的N₂和15mol·L^-1的H₂，10min时测得容器内NH₃的浓度为1.5mol·L^-1。10min内N₂表示的反应速率为________；此时H₂的转化率为__________。

Answer

3Y(g)2X(g) ＞ t3 AE 0.075mol·L-1·min-1 15%

【解析】考查化学反应速率计算、化学平衡状态的判断。化学平衡的计算，（1）①随着时间变化，Y的量减少，即Y为反应物，X的量随着时间变化而增加，即X为生成物，依据物质的量变化之比等于化学计量数之比，即化学反应方程式为3Y(g)2X(g)；②随着反应的进行，反应物的浓度降低，正反应速率降低，即v1>v2；③反应限度最大，说明反应达到平衡，即t3时刻达到化学平衡，t3时刻反应限度最大；（2）①A、反应前后气体系数之和不相等，因此压强不变时，说明反应达到平衡，故A正确；B、组分都是气体，气体质量始终保持不变，容器为恒容状态，因此密度不变，不能说明反应达到平衡，故B错误；C、反应都是向正反应方向进行，因此不能说明反应达到平衡，故C错误；D、不知道开始时通入量是多少，因此物质的量浓度之比，不能判断是否达到平衡，故D错误；E、根据化学平衡状态的定义，NH3的质量分数不变，说明反应达到平衡，故E正确；②根据化学反应速率的数学表达式，v(NH3)=1.5/10mol/(L·min)=0.15mol/(L·min)，化学反应速率之比等于化学计量数之比，即v(N2)=v(NH3)/2=0.075mol/(L·min)，消耗H2的物质的量浓度为3×1.5/2mol·L－1=2.25mol·L－1，H2的转化率为2.25/15×100%=15%。