Question

【題目】在溫度相同、容積均為2L的三個恒容密閉容器中，按不同方式投入反應物，發生反應：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H= －92.4kJ/mol；保持恒溫，測得反應達到平衡時的有關數據如下，下列說法正確的是（ ）

容器	甲	乙	丙
反應物投入量	1molN2、3molH2	2molN2、6molH2	2molNH3
NH3 的濃度(mol/L)	c1	c2	c3
反應的能量變化	放出Q1kJ	放出Q2kJ	吸收Q3kJ
體系壓強	p1	p2	p3
反應物轉化率

A. 2p1=2p3<p2 B. 達到平衡時丙容器中NH3的體積分數最大

C. Q3+92.4=92.4 D. <1

Answer 1

【答案】C

【解析】甲容器投入1molN2、3molH2，丙容器投入2molNH3，恒溫恒容條件下，甲容器與丙容器是等效平衡，各組分的物質的量、含量、轉化率等完全相等；乙容器投入2molN2、6molH2，乙中加入量是甲的二倍，如果恒溫且乙容器容積是甲容器的2倍，則甲容器與乙容器為等效平衡，所以乙達到的平衡狀態，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，達到平衡后，再壓縮體積與甲容器體積相等所到達的平衡狀態，由于該反應是體積減小的反應，縮小容器體積，增大壓強，平衡正向移動，所以乙中氮氣、氫氣轉化率大于甲和丙中氮氣、氫氣轉化率，平衡后乙中氨氣含量最大。A. 根據上述分析可知，甲和丙平衡狀態相同，由于乙中相當于增大壓強，平衡正向移動，則乙中壓強小于甲的2倍，即2P1=2p3＞p2，故A錯誤；B. 根據上述分析可知，達到平衡時，乙容器中氨氣的體積分數最大，故B錯誤；C. 甲中投入1molN2、3molH2，丙中投入2molNH3，恒溫恒容條件下，甲與丙是完全等效平衡，則α1+α3=1，根據蓋斯定律可知，甲與丙中反應的能量變化之和為92.4kJ，即Q1+Q3=92.4，根據方程式可知，當生成2mol氨氣時，放熱92.4kJ，則Q1=92.4α1，所以Q3+92.4α1=92.4，故C正確；D. 丙容器中加入2molNH3，和甲達到相同的平衡狀態，轉化率α1+α3=1，乙容器投入2mol N2、6mol H2，由于乙中相當于增大壓強，平衡正向移動，反應物的轉化率增大，則α2＞α1，所以轉化率α2+α3＞1，故D錯誤；答案選C。