题目内容

【题目】在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下(已知N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1

容器

反应物投入量

1 mol N23 mol H2

2 mol NH3

4 mol NH3

NH3的浓度(mol·L-1

c1

c2

c3

反应的能量变化

放出a kJ

吸收b kJ

吸收 c kJ

体系压强(Pa

p1

p2

p3

反应物转化率

1

2

3

下列说法正确的是(  )

A. 2c1c3B. a+b=92.4C. 2p2p3D. 1+31

【答案】B

【解析】

甲投入1molN23molH2,乙容器投入量2molNH3,恒温恒容条件下,甲容器与乙容器是等效平衡,各组分的物质的量、含量、转化率等完全相等;而甲容器投入1molN23molH2,丙容器加入4molNH3,采用极限转化法丙相当于加入2molN26molH2,丙中加入量是甲中的二倍,如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与丙容器为等效平衡,所以丙所到达的平衡,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,所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙的,据此分析解答。

A、丙容器反应物投入量4molNH3,采用极限转化法转化为反应物为2molN26molH2,是甲中的二倍,若平衡不移动,c3=2c1;丙相当于增大压强,平衡向着正向移动,所以丙中氨气的浓度大于乙中氨气浓度的二倍,即c32c1,故A错误;

B、甲投入1molN23molH2,乙中投入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a+b=92.4,故B正确;

C、丙容器反应物投入量4molNH3,是乙的二倍,若平衡不移动,丙中压强为乙的二倍;由于丙中相当于增大压强,平衡向着正向移动,所以丙中压强减小,小于乙的2倍,即2p2p3,故C错误;

D、丙容器反应物投入量4molNH3,是乙的二倍,若平衡不移动,转化率α1+α3=1;由于丙中相当于增大压强,平衡向着正向移动,氨气的转化率减小,所以转化率α1+α31,故D错误。

答案选B

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