Question

【题目】合成氨的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJ/mol．现将1molN2（g）、3molH2（g）充入一容积为2L的密闭容器中，在500℃下进行反应，10min时达到平衡，NH3的体积分数为φ，下列说法中正确的是（　　）

A.若达到平衡时，测得体系放出9.24kJ热量，则H2反应速率变化曲线如图甲所示
B.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，三者关系如图乙
C.如图丙所示，容器I和II达到平衡时，NH3的体积分数为φ，则容器I放出热量与容器II吸收热量之和为92.4kJ
D.若起始加入物料为1 mol N2 ， 3 mol H2 ， 在不同条件下达到平衡时，NH3的体积分数变化如图丁所示

Answer 1

【答案】C
【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），故A不符合题意；

B、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，故B不符合题意；

C、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，故C符合题意；

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，故D不符合题意．

故答案为：C．
A.根据反应热计算氢气的反应速率，然后进行判断；
B.根据随着反应的进行密度、相对分子质量和压强的变化进行判断；
C.根据可逆反应的热效应进行分析；
D.根据外界条件对化学平衡和反应速率的影响进行分析.