Question

在一定温度下，向一个容积不变的容器中，通入2mol N₂和8mol H₂及固体催化剂，使之反应．已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ?mol^-1．平衡时容器内气体压强为起始时的80%．
（1）平衡时容器内NH₃的体积分数为

25%

．
（2）加入2mol N₂和8mol H₂，达到平衡时，放出热量为

B

（填序号）．
A．大于92.2kJ  B．等于92.2kJ  C．小于92.2kJ  D．以上三者皆有可能
（3）在相同容器中，降低温度，通入2mol NH₃和1mol H₂及固体催化剂，反应达到平衡时NH₃的体积分数是否为

1

4

，下列判断正确的是

D

（填序号）．
A．等于

1

4

B．大于

1

4

?C．小于

1

4

  D．可能大于或小于或等于

1

4

理由是：

通入2mol氨气和1mol氢气相当于加入1mol氮气和4mol氢气，所以最终平衡状态相当于题中平衡状态进行减压、降温，减压时氨气的体积分数减小，而降温时氨气的体积分数增大，所以选D．

．

Answer 1

分析：（1）令平衡时参加反应N₂的物质的量为xmol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，利用压强之比等于物质的量之比，结合平衡时容器内气体压强为起始时的80%列方程计算x的值，进而计算氨气的体积分数；
（2）根据（1）计算可知参加反应的n（N₂），结合热化学方程式计算放出的热量；
（3）“2 mol NH₃、1 mol H₂”等效于“1 mol N₂、4 mol H₂”．在相同容器中，改用“1 mol N₂、4 mol H₂”相当于对原平衡体系减压，平衡向逆反应进行，该措施使NH₃体积分数减小．对原平衡体系降温，平衡向正反应移动，该措施使NH₃体积分数增大．两措施对NH₃体积分数的影响不一致，导致NH₃体积分数可能大于、小于或等于

1

4

．

解答：解：（1）令平衡时参加反应N₂的物质的量为xmol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量：
              N₂（g）+3H₂（g）

催化剂 .

高温高压

2NH₃（g）
开始（mol）：2       8               0
变化（mol）：x       3x              2x
平衡（mol）：2-x     8-3x            2x
所以（2-x+8-3x+2x）=（2+8）×80%
解得x=1，所以平衡时容器内NH₃的体积分数为

2mol

10mol×80%

×100%=25%．
故答案为：25%；
（2）根据（1）可知参加反应的n（N₂）=1mol，所以放出的热量为1mol×92.2kJ?mol^-1=92.2kJ，故选：B；
（3）“2 mol NH₃、1 mol H₂”等效于“1 mol N₂、4 mol H₂”．在相同容器中，改用“1 mol N₂、4 mol H₂”相当于对原平衡体系减压，平衡向逆反应进行，该措施使NH₃体积分数减小．对原平衡体系降温，平衡向正反应移动，该措施使NH₃体积分数增大，两措施对NH₃体积分数的影响不一致，导致NH₃体积分数可能大于、小于或等于

1

4

；故选D；通入2mol氨气和1mol氢气相当于加入1mol氮气和4mol氢气，所以最终平衡状态相当于题中平衡状态进行减压、降温，减压时氨气的体积分数减小，而降温时氨气的体积分数增大，所以选D．
故答案为：D；通入2mol氨气和1mol氢气相当于加入1mol氮气和4mol氢气，所以最终平衡状态相当于题中平衡状态进行减压、降温，减压时氨气的体积分数减小，而降温时氨气的体积分数增大，所以选D．

点评：本题考查化学平衡的有关计算、等效平衡与平衡移动等，难度中等，注意对平衡影响因素的理解．