题目内容
【题目】在恒温条件下起始时容积均为5L的甲、乙两密闭容器中(甲为恒容容器、乙为恒压容器)，均进行反应：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H2=-92.4kJ/mol ，有关数据及特定平衡状态见下表。
容器 | 起始投入 | 达平衡时 | ||
甲 | 2molN2 | 3molH2 | 0molNH3 | 1.5molNH3 |
乙 | amolN2 | bmolH2 | 0molNH3 | 1.2molNH3 |
(1)若平衡后同种物质的体积分数相同，起始时乙容器通入的N2的物质的量为 ，起始时乙中的压强是甲容器的 倍，乙的平衡常数为
(2)恒容密闭容器中可以发生氨气的分解反应，达平衡后，仅改变下表中反应条件x，下列各项中y随x的增大而增大的是 (选填序号)。
a | b | c | d | |
x | 温度 | 温度 | 加入H2的物质的量 | 加入氨气的物质的量 |
y | 混合气体的平均相对分子质量 | 平衡常数K | 混合气体的密度 | 达平衡时氨气的转化率 |
(3)研究在其他条件不变时，改变起始物氢气的物质的量对反应的影响，实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示物质的量)：
像中T2和T1的关系是：T2 T1(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)。
②a、b、c三点中，N2转化率最高的是 (填字母)。
③若容器容积为1L，T2℃在起始体系中加入1molN2，3molH2，经过5min反应达到平衡时H2的转化率为60%，则NH3的反应速率为 。保持容器体积不变，若起始时向容器内放入2molN2和6molH2，达平衡后放出的热量为Q，则Q_________110.88kJ(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)1.6mol 0.8 107(mol/L)-2 (2) bc
(3) < b 0.24mol.L-1.min-1 >
【解析】
试题分析：(1)甲、乙两组实验中同种物质的体积分数相同，说明达到相同的平衡状态，乙容器体积V，
，V=4L；根据三段式：
甲： N2+3H2
2NH3，
起始量 2 3 0
变化量 0.75 2.25 1.5
平衡量 1.25 0.75 1.5
乙： N2+3H22NH3，
起始量 a b 0
变化量 0.6 1.8 1.2
平衡量 a-0.6 b-1.8 1.2
，得a=1.6mol，
．得b=2.4mol；
起始时乙容器中的压强是甲容器的倍数为：
，
乙的平衡常数k=
=107(mol/L)-2；
(2)a．该反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，混合气体总物质的量增大，混合气体总质量不变，平均相对分子质量减小，故a错误；b．平衡常数只与温度有关，温度改变平衡常数改变，升高温度平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，故b正确；c．加入氢气，混合气体质量增大、但容器体积不变，混合气体密度增大，故c正确；d．加入氨气，平衡向正反应方向移动，但其转化率减小，故d错误，故答案为bc；
(3)①为反应为放热反应，温度升高化学平衡向着吸热方向进行，从T1到T2生成物氨气的量增加，平衡正移，故T2＜T1；
②b点代表平衡状态，c点又加入了氢气，故平衡向右移动，氮气的转化率增大；
③化学平衡三段式计算列式计算，
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量(mol)1 3 0
变化量(mol)0.6 3×60% 1.2
平衡量(mol)0.4 1.2 1.2
反应速率v=
=0.24mol·L-1·min-1；此时反应放出热量=92.4kJ/mol×1.8/3=55.44KJ，结合平衡计算H2的转化率为60%时放出的热量，若起始时向容器内放入2mol N2和6mol H2，相当于增大压强平衡正向进行，反应是可逆反应不能进行彻底，放出热量小于2×92.4kJ/mol=184.8KJ，大于H2的转化率为60%时放出的热量的2倍，即热量＞55.44KJ×2=110.88kJ。
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