Question

【題目】已知:可逆反應N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H<0。現有甲、乙兩個容積相同且不變的真空密閉容器，向甲容器中加入1molN2（g）和3molH2（g），在一定條件下發生反應，達到平衡時放出熱量為Q1kJ。在相同條件下，向乙容器中加入2molNH3（g）并發生反應，達到平衡時吸收熱量為Q2kJ，若Q1=3Q2。下列敘述中正確的是

A.達平衡時甲中NH3的體積分數為75%

B.達平衡時甲、乙中NH3的體積分數乙>甲

C.達到平衡后，再向乙中加入0.25molN2（g）、0.75molH2（g）和1.5molNH3（g），平衡向生成NH3的方向移動

D.乙中反應的熱化學方程式為2NH3（g）N2（g）+3H2（g）;△H=+Q2kJ/mol

Answer 1

【答案】C

【解析】

試題分析：A、由于1molN2和3molH2完全反應可以生成2molNH3，所以甲乙兩個體系的平衡狀態是一樣的，即三種氣體的濃度完全相同，對于同一可逆反應，相同條件下，正反應的反應熱與逆反應的反應熱，數值相等，符號相反．N2和H2完全反應時放熱Q，則NH3完全分解時吸熱也是Q。假設甲容器中的參加反應的氮氣的物質的量為xmol，所以：

對于甲容器：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=-QkJ/mol

起始（mol）： 1 3 0

變化（mol）： x 3x 2x

平衡（mol）： 1-x 3-3x 2x

所以Q1=xQkJ，乙容器反應混合物各組分的物質的量也是為N2（1-x ）mol、H2（3-3x ）mol、NH32xmol，所以分解的NH3的物質的量為（2-2x）mol。對于乙容器：2NH3（g）N2（g）+3H2（g）△H=+QkJ/mol，故吸收的熱量Q2=×QkJ=（1-x）QkJ，所以3（1-x）Q=xQ，解得x=0.75，所以NH3的體積分數為×100%=30%，故A錯誤；B、甲乙容器中達到的平衡是相同平衡，所以氨氣的體積分數相同，故B錯誤；C、依據A分析計算得到平衡物質的量N2為0.25mol，H2為0.75mol，NH3為1.5mol，再向乙中加入0.25mol N2（g）、0.75mol H2（g）和1.5mol NH3（g），相當于增大壓強，平衡正向進行，故C正確；D、反應是可逆反應，乙中反應的熱化學方程式為2NH3（g）N2（g）+3H2（g）△H＞+Q2kJ/mol，故D錯誤；故選C。