Question

17．已知，T℃温度下，反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0的平衡常数K=9．向容积固定的某真空容器中充入N₂（g）、H₂（g）和NH₃（g），使其浓度分别为3mol/L、1mol/L和50mol/L，在T℃温度下发生上述反应．下列说法中正确的是（　　）

• A． 反应开始后，反应要放出能量
• B． 建立平衡状态时c（N₂）＜3 mol/L
• C． 该条件下，平衡时N₂的体积分数为$\frac{1}{14}$
• D． 反应条件变化时，其K值也一定发生变化

Answer 1

分析 A．此时浓度商Qc=$\frac{5{0}^{2}}{3×{1}^{3}}$=833.3＞K=9，反应向逆反应进行；
B．反应逆向进行，氮气浓度增大；
C．设平衡时氮气浓度变化量为xmol/L，则：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol/L）：3       1        50
变化（mol/L）：x       3x       2x
平衡（mol/L）：3+x     1+3x     50-2x，
假设平衡时N₂的体积分数为$\frac{1}{14}$，则$\frac{3+x}{54+2x}$=$\frac{1}{14}$，解得x=1，再根据K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$计算平衡常数，若等于9，则正确，否则错误；
D．平衡常数只受温度影响．

解答 解：A．此时浓度商Qc=$\frac{5{0}^{2}}{3×{1}^{3}}$=833.3＞K=9，反应向逆反应进行，反应开始后，反应要吸收能量，故A错误；
B．反应逆向进行，氮气浓度增大，故平衡状态时c（N₂）＞3 mol/L，故B错误
C．设平衡时氮气浓度变化量为xmol/L，则：
             N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol/L）：3      1        50
变化（mol/L）：x      3x       2x
平衡（mol/L）：3+x    1+3x    50-2x，
假设平衡时N₂的体积分数为$\frac{1}{14}$，则$\frac{3+x}{54+2x}$=$\frac{1}{14}$，解得x=1，平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{4{8}^{2}}{4×{4}^{3}}$=9，故C正确；
D．平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，故D错误，
故选：C．

点评 本题考查化学平衡计算，涉及平衡常数应用与影响因素，C注意利用验证法解答，若利用平衡常数直接体积分数，涉及一元四次方程，难以计算具体的值，难度中等．