题目内容
【题目】如图所示,隔板Ⅰ固定不动,活塞Ⅱ可自由移动,M、N两个容器中均发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=﹣192kJmol﹣1.向 M、N 中,都通入 xmol N2 和ymol H2的混合气体,初始M、N容积相同,保持温度不变.下列说法正确的是 ( )
A. 若x:y=1;2,则平衡时,M中的转化率:N2>H2
B. 若x:y=1:3,当M中放出热量172.8kJ时,N2的转化率为90%
C. 若x=1,y=3,则达到平衡时反应物的转化率N>M
D. 平衡时N2气体在两容器中体积分数可能相等
【答案】CD
【解析】M容器保持恒容,N容器保持恒压,由于反应前后的气体系数和不等,所以两个平衡态也不一样,A、x:y=1:2,即y=2 x,设反应中消耗掉amolN2,则:
故N2的转化率=a/x,H2的转化率=3a/2x,则平衡时,M中的转化率:N2<H2,故A错误;B、题目中热化学方程式的意义:若1moN2l完全反应,放热192 kJ,当M中放出热量172.8kJ时,参加反应的N2的物质的量为172.8kJ×1mol/192kJ=0.9mol,故N2的转化率为0.9/x,故B错误;
C、x=1,y=3,由于反应后气体体积减小,N容器建立的平衡相当于恒温恒容下建立的平衡减小容器体积,压强增大,平衡正向移动,达到平衡后的转化率关系为:α(M)<α(N),故C正确;D、要让M、N中平衡时A的体积分数一样,那么只能是M或N中,反应前后不论限度多少,A的体积分数始终为定值,假定反应的A为zmol,则:
故平衡时N2的体积分数(xz)/(x+y2Z),N2的体积分数始终为定值,则x=y,即x=y时,平衡时N2气体在两容器中体积分数相等,故D正确,故选CD。
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