Question

现有甲、乙两个实验，进行反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；丙、丁两个实验，进行反应H2（g）+I2（g）?2HI（g）△H=-akJ?mol-1，实验条件和起始投料如下表所示，以下结论正确的是（　　） 甲 外界 条件 实验 组别 起始投料（mol） N2 H2 NH3 恒温 恒容 I 1 3 0 Ⅱ 0 0 4 丙 外界 条件 实验 组别 起始投料（mol） H2 I2 HI 恒温 恒容 I 1 1 0 Ⅱ 0 0 2 乙 外界 条件 实验 组别 起始投料（mol） N2 H2 NH3 恒温 恒压 I 1 3 0 Ⅱ 2 6 0 丁 外界 条件 实验 组别 起始投料（mol） H2 I2 HI 恒温 恒压 I 1 2 0 Ⅱ 2 4 0

A．甲组中，若平衡时N₂和NN₃的转化率分别为α₁和α₂，则α₁+α₂=1

B．乙组中，平衡Ⅱ中NH₃的浓度是平衡Ⅰ的二倍

C．丙组中，若达平衡时Ⅰ中放热Q₁kJ，Ⅱ中吸热Q₂kJ，则Q₁+Q₂=a

D．丁组中，达平衡所需时间：Ⅰ小于Ⅱ

Answer 1

分析：A、恒温恒容下，平衡Ⅱ中按化学计量数转化到左边可得2molN₂、6molH₂，等效为在平衡Ⅰ基础上压强增大一倍，平衡时氮气转化率增大，平衡时平衡Ⅱ中氨气的物质的量大于平衡Ⅰ中氨气的2倍，用转化率表示出平衡时氨气的物质的量，利用平衡时平衡Ⅱ中氨气的物质的量大于平衡Ⅰ中氨气的2倍，进行判断；
B、乙组中，恒温恒压，平衡Ⅱ与平衡Ⅰ中n（N₂）：n（H₂）=1：3，为等效平衡，平衡时对应各组分的浓度相同；
C、丙组中，恒温恒容下，平衡Ⅱ按化学计量数转化到左边可得1molH₂、1molI₂，对应各组分的物质的量相同，二者为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，令平衡时H₂的物质的量为xmol，则平衡I中参加反应的氢气为（1-x）mol，平衡Ⅱ中参加反应的碘为2xmol，根据热化学方程式计算反应热，再进行计算判断；
D、丁组中，恒温恒压，平衡Ⅱ中物质的量变为平衡I的2倍，平衡Ⅱ的体积变为2倍，各物质的量浓度相同，反应速率相同．

解答：解：A、恒温恒容下，平衡Ⅱ中按化学计量数转化到左边可得2molN₂、6molH₂，等效为在平衡Ⅰ基础上压强增大一倍，平衡时氮气转化率增大，平衡时平衡Ⅱ中氨气的物质的量大于平衡Ⅰ中氨气的2倍．平衡Ⅰ中平衡时n（NH₃）=2α₁mol，平衡Ⅱ中平衡时n′（NH₃）=4（1-α₂）mol，所以2×2α₁mol＜4（1-α₂）mol，整理得α₁+α₂＜1，故A错误；
B、乙组中，恒温恒压，平衡Ⅱ与平衡Ⅰ中n（N₂）：n（H₂）=1：3，为等效平衡，平衡时对应各组分的浓度相同，平衡Ⅱ中NH₃的浓度与平衡Ⅰ中NH₃的浓度相等，故B错误；
C、丙组中，恒温恒容下，平衡Ⅱ按化学计量数转化到左边可得1molH₂、1molI₂，对应各组分的物质的量相同，二者为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，令平衡时H₂的物质的量为xmol，则平衡I中参加反应的氢气为（1-x）mol，平衡Ⅱ中参加反应的碘为2xmol，所以平衡I中放出的热量为Q₁=（1-x）mol×akJ?mol^-1=（1-x）akJ，平衡Ⅱ吸收的热量为Q₂=

2xmol

2

×akJ?mol^-1=xakJ，所以Q₁+Q₂=（1-x）akJ+xakJ=akJ，故C正确；
D、丁组中，恒温恒压，平衡Ⅱ中物质的量变为平衡I的2倍，平衡Ⅱ的体积变为2倍，各物质的量浓度相同，反应速率相同，到达平衡的时间相等，故D错误．
故选：C．

点评：本题考查等效平衡、平衡移动、反应热的计算、化学平衡计算等，难度较大，注意对等效平衡的理解与运用．