Question

【題目】某溫度下，在2 L恒容密閉容器中3種物質(zhì)間進行反應，X、Y、Z的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示，反應在t1 min 時達到平衡。

(1)請寫出該反應的化學方程式：_____________________________。

(2)若上述反應中X、Y、Z分別為NH3、H2、N2，且已知1 mol 氨氣分解成氮氣和氫氣要吸收46 kJ的熱量，則至t1 min時，該反應吸收的熱量為________；在此t1 min時間內(nèi)，用H2表示該反應的平均速率v(H2)為__________。下列敘述能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的是________(填字母代號)。

A．容器內(nèi)各氣體組分的質(zhì)量分數(shù)不再發(fā)生改變

B．正反應速率與逆反應速率相等

C．容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生改變

D．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生改變

Answer 1

【答案】 2X3Y＋Z(寫“===”不得分) 36.8 kJ　 mol/(L·min) ABD

【解析】分析：（1）化學反應中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化值與化學計量數(shù)呈正比，以此書寫化學方程式；

（2）利用轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量計算反應熱，根據(jù)反應速率的含義計算；當反應中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化時，反應達到平衡狀態(tài)，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量不變。

詳解：（1）由圖象可以看出，X的物質(zhì)的量逐漸減小，則X為反應物，Y、Z的物質(zhì)的量逐漸增多，作為Y、Z為生成物，當反應到達t1min時，△n（X）=0.8mol，△n（Y）=1.2mol，△n（Z）=0.4mol，化學反應中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化值與化學計量數(shù)呈正比，則△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=2：3：1，所以反應的化學方程式為2X3Y＋Z；

（2）由于1mol氨氣分解成氮氣和氫氣要吸收46kJ的熱量，而反應中△n（X）=0.8mol，熱效應為：0.8mol×46kJ/mol=36.8kJ；在此t1 min時間內(nèi)生成氫氣是1.2mol，濃度是0.6mol/L，則用H2表示該反應的平均速率v(H2)為mol/(L·min)；

A．容器內(nèi)各氣體組分的質(zhì)量分數(shù)不再發(fā)生改變說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，A正確；

B．正反應速率與逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，B正確；

C．由于反應在體積不變的密閉容器中進行，反應過程中氣體的體積不變，質(zhì)量不變，則混合氣體的密度不變，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，C錯誤；

D．混合氣的平均相對分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，但物質(zhì)的量是變化的，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生改變，反應達到平衡狀態(tài)，D正確；答案選ABD。