题目内容
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 | α3 |
A、Q3+92.4c1=92.4 |
B、α2+α3<1 |
C、2p1=2p3<p2 |
D、达到平衡时丙容器中NH3的体积分数最大 |
考点:化学平衡的计算
专题:化学平衡专题
分析:甲容器反应物投入1molN2、3molH2,丙容器反应物投入量2molNH3,恒温且丙容器容积和甲容器相同,则甲容器与丙容器是等效平衡;
甲容器反应物投入1molN2、3molH2,乙容器反应物投入量2mol N2、6mol H2,是甲中的二倍,如果恒温且乙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与乙容器也是等效平衡;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;据此分析平衡移动.
甲容器反应物投入1molN2、3molH2,乙容器反应物投入量2mol N2、6mol H2,是甲中的二倍,如果恒温且乙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与乙容器也是等效平衡;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;据此分析平衡移动.
解答:
解: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.
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.
点评:本题考查化学平衡影响因素、等效平衡、化学平衡的计算,题目计算量较大,题目难度较大,关键是构建平衡建立的等效途径,试题侧重对学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力的培养.
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练习册系列答案
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![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201404/44/307d10b5.png)
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