Question

已知N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1，在温度相同、容积均为2L的3个恒容密闭容器中，按不同

已知N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1，在温度相同、容积均为2L的3个恒容密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温，测得反应达到平衡时的有关数据如下，下列说法正确的是（　　） 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 1mol N2、3mol H2 2mol N2、6mol H2 2mol NH3 NH3的浓度（mol?L-1） c1 c2 c3 反应的能量变化 放出Q1 kJ 放出Q2 kJ 吸收Q3 kJ 体系压强（Pa） p1 p2 p3 反应物转化率 α1 α2 α3A．Q3+92.4c1=92.4B．α2+α3＜1C．2p1=2p3＜p2D．达到平衡时丙容器中NH3的体积分数最大

Answer 1

甲投入1molN₂、3molH₂，丙容器投入量2molNH₃，恒温恒容条件下，甲容器与丙容器是等效平衡，各组分的物质的量、含量、转化率等完全相等；
而甲容器投入1molN₂、3molH₂，乙容器加入2molN₂、6molH₂，乙中加入量是甲中的二倍，如果恒温且乙容器容积是甲容器2倍，则甲容器与乙容器为等效平衡，所以乙所到达的平衡，可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下，到达平衡后，再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡，由于该反应是体积减小的反应，缩小容器体积，增大了压强，平衡向着正向移动，所以乙中氮气、氢气转化率大于甲和丙的，平衡后乙中氨气含量最大；
A、甲投入1molN₂、3molH₂，丙中投入2molNH₃，则甲与乙是完全等效的，根据盖斯定律可知，甲与乙的反应的能量变化之和为92.4kJ，故Q₁+Q₂=92.4，故A正确；
B、丙容器中加入2molNH₃，和甲最后达到相同的平衡状态，若平衡不移动，转化率α₁+α₃=1；乙容器反应物投入量2mol N₂、6mol H₂，由于乙中相当于增大压强，平衡向着向着正向移动，氨气的转化率增大，所以转化率α₂+α₃＞1，故B错误；
C、丙容器反应物投入量2molNH₃，和甲起始量相同，甲和丙平衡状态相同，乙中压强为甲的二倍；由于乙中相当于增大压强，平衡向着向着正向移动，所以乙中压强减小，小于甲的2倍，即2P₁=2p₃＞p₂，故C错误；
D、丙容器反应物投入量2molNH₃，采用极限转化法转化为反应物为1molN₂、3molH₂，和甲中的相同，乙容器加入2molN₂、6molH₂，乙中加入量是甲中的二倍，乙所到达的平衡，可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下，到达平衡后，再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡，由于该反应是体积减小的反应，缩小容器体积，增大了压强，平衡向着正向移动，所以乙中氮气、氢气转化率大于甲和丙的，平衡后乙中氨气含量最大，故D错误；
故选A．