Question

已知N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol．在一恒温恒压的密闭容器里充入2mol N₂和8mol H₂达到平衡时生成1mol NH₃．现在相同条件下的同一容器中充入xmol N₂，ymol H₂和2mol NH₃，达到平衡时，NH₃的质量分数与原来相同，且放出热量46.2kJ．则x、y的值为（　　）

A．1.5，6.5

B．2，8

C．5，21

D．3，13

Answer 1

分析：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
开始2         8         0
相同条件下的同一容器中充入xmol N₂，ymol H₂和2mol NH₃，达到平衡时，NH₃的质量分数与原来相同，且放出热量46.2kJ，
则二者为等效平衡，所以
   N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
开始x        y        2
等效x+1      y+3
则

x+1

y+3

=

2mol

8mol

，以此来解答．

解答：解：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
开始2         8         0
转化0.5       1.5       1
平衡1.5       6.5       1
氮气的转化率为

0.5mol

2mol

×100%=25%，放出热量为46.2kJ；
相同条件下的同一容器中充入xmol N₂，ymol H₂和2mol NH₃，达到平衡时，NH₃的质量分数与原来相同，且放出热量46.2kJ，
则二者为等效平衡，所以
   N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
开始x        y        2
等效x+1      y+3
则

x+1

y+3

=

2mol

8mol

=

1

4

，
解得4x+1=y，
A.4×1.5+1≠6.5，故A错误；
B.4×2+1≠8，故B错误；
C.5×4+1=21，由放出的热量设氮气转化nmol，则92.4n-92.4=46.2，所以n=1.5mol，氮气的转化率为25%，故C正确；
D.3×4+1=13，由放出的热量设氮气转化nmol，则92.4n-92.4=46.2，所以n=1.5mol，氮气的转化率为37.5%，故D错误；
故选C．

点评：本题考查化学平衡的计算，题目难度较大，注意利用等效平衡及化学平衡的三段法计算来解答，明确氮气的转化率及反应放出的热量是解答的关键，易错选D．