Question

【题目】合成氨的热化学方程式为：N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g)；△H ＝ －92. 4 kJ/mol。现将1mol N2 (g)、3molH2 (g) 充入一容积为2 L的密闭容器中，在500℃下进行反应，第10min时达到平衡，NH3的体积分数为 ω，下列说法中正确的是：

A. 若达到平衡时，测得体系放出9. 24 kJ热量，则H2反应速率变化曲线如图a所示

B. 如图b所示，容器Ⅰ和Ⅱ达到平衡时，NH3的体积分数为ω，则容器Ⅰ放出热量与容器Ⅱ吸收热量之和为92. 4kJ

C. 反应过程中，混合气体平均相对分子质量为M，混合气体密度为d，混合气体压强为P，三者关系如图c

D. 若起始加入物料为1molN2、3molH2，在不同条件下达到平衡时，NH3的体积分数变化如图d所示

Answer 1

【答案】B

【解析】A、反应开始速率相对较快，达平衡前反应速率相对较慢，所以反应速率应为由高到低，达到平衡时放出的热量为9.24kJ，由热化学方程式可知参加反应的氢气的物质的量为0.3mol，10min内氢气的平均速率为0.015mol/（Lmin），最低反应速率应小于0.015mol/（Lmin），A错误；B、恒温恒容下，容器Ⅱ中按化学计量数转化为N2、H2，可得N21mol、H23mol，容器Ⅰ、容器Ⅱ内为等效平衡，两种途径中达到平衡时，NH3的体积分数均为ω，平衡时容器内对应各物质物质的量相等，令平衡时容器内N2为nmol，则容器Ⅰ中放出的热量为（1-n）mol×92.4kJ/mol=92.4（1-n）kJ，容器Ⅱ内吸收的热量为nmol×92.4kJ/mol=92.4nkJ，容Ⅰ中放出的热量与Ⅱ中吸收的热量之和为92.4（1-n）kJ+92.4nkJ=92.4kJ，B正确；C、混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度为定值；随反应进行、混合气体的物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大、混合气体的压强降低，C错误；D、起始加入的物料均为1molN2、3molH2，在不同条件下达到平衡时，比较500℃、2L与500℃、1L，体积小压强大，反应速率快，达到平衡时间短，平衡向正反应移动，平衡时NH3的体积分数相对较大；比较500℃、2L与400℃、2L，温度增大，反应速率快，达到平衡时间短，平衡向逆反应移动，平衡时NH3的体积分数相对较小，D错误，答案选B。