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在容积不同的多个密闭容器内,分别充入同量的N2和H2,在不同温度下

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/11/18 09:01:24
在容积不同的多个密闭容器内,分别充入同量的N2和H2,在不同温度下
在容积不同的多个密闭容器内,分别充入同量的N2和H2,在不同温度下,同时发生反应N2+3H2⇌2NH3,并分别在t秒时测定其中NH3的体积分数,绘图如图:
(1)A,B,C,D,E五点中,尚未达到化学平衡状态的点是:

为什么“尚未达到化学平衡状态的点”不是“ABDE”,DE不是平衡移动的过程吗?怎知DE已达到平衡?
在容积不同的多个密闭容器内,分别充入同量的N2和H2,在不同温度下
首先呢,N2+3H2⇌2NH3是个可逆反应,对吧?那么,其达到平衡状态,就一定需要一定的时间.而我们知道,这个反应时放热反应,也就是说,如果大家都达到平衡状态,那么,abcde所对应的nh3的体积分数的大小有大到小为abcde.可是,为什么会出现这样的图呢?我们知道,对于任何可逆反应,温度越低,其反应速度越慢,而题目说的是在固定的时间时测定其中NH3的体积分数,所以,ab两点是因为时间不够,反应尚未平衡,NH3的体积分数小.而为什么c点也说未达到化学平衡呢?其实这是有争议的.实验只做了五个温度,而C点是个拐点,也就是说,真正在t秒时,恰好达到平衡的点所对应的温度应该在C点的附近,可能在C点的左边(此时C点状态也是平衡状态),也可能在C点右边(此时C点状态不是平衡状态).因而c点不好判断.但对于DE两点来说,就肯定是平衡状态,因为,它们的大小关系满足大家都达到平衡状态时的大小关系.
再问: 可是在CE段随着温度上升平衡不是向左移动了吗,怎么说DE为平衡状态呢
再答: N2+3H2⇌2NH3 这个反应的正反应是放热反应,也就是说,温度越高,平衡越向左移动,NH3的体积分数越小。而且,温度越高,反应速率越快(反应速率与平衡没有一点关系,只与反应物浓度,温度,压强或催化剂有关)达到平衡所需要的时间越短。而真正在t秒时,恰好达到平衡的点所对应的温度在C点的附近,它不会距离C点特别远,而T3,T4之间的距离较大,我们认为这个点在D点前,而在这个点之后的所有温度下,这个反应达到平衡所需时间都小于t秒,所以说在t秒时测,DE点一定平衡。