Question

5．在某温度下，一密闭容器中模拟工业合成氨：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0；反应起始各物质的量如表：

	N2	H2	NH3
起始物质的量（mol）	2	2	0

达到平衡之后的 H₂转化率α，NH₃的体积分数为x%，下列说法错误的是（　　）

• A． 平衡时NH₃的物质的量：0mol＜n（NH₃）＜$\frac{4}{3}$mol
• B． 平衡时，N₂的转化率为$\frac{α}{3}$
• C． 现将容器体积压缩到原来的一半，再次到达平衡之后，N₂的体积分数变小
• D． 其他条件不变，若起始充入 N₂、H₂、NH₃的物质的分别为：1.5mol、0.5mol、1mol，则到达平衡时，NH₃的体积分数为x%

Answer 1

分析 由表中数据可知起始加入2mol氮气，2mol氢气，达到平衡之后的 H₂转化率α，NH₃的体积分数为x%，则
                       N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）          2             2              0 
转化（mol）           $\frac{2α}{3}$          2α           $\frac{4α}{3}$
平衡（mol）        2-$\frac{2α}{3}$        2-2α         $\frac{4α}{3}$
且$\frac{\frac{4α}{3}}{4-\frac{4α}{3}}$=x%，以此解答该题．

解答 解：由表中数据可知起始加入2mol氮气，2mol氢气，达到平衡之后的 H₂转化率α，NH₃的体积分数为x%，则
                       N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）          2             2              0 
转化（mol）           $\frac{2α}{3}$          2α           $\frac{4α}{3}$
平衡（mol）        2-$\frac{2α}{3}$        2-2α         $\frac{4α}{3}$
A．因反应为可逆反应，2mol氢气如完全反应，则理论上生成$\frac{4}{3}$mol氨气，但为可逆反应，则平衡时NH₃的物质的量：0mol＜n（NH₃）＜$\frac{4}{3}$mol，故A正确；
B．转化$\frac{2α}{3}$mol氮气，起始为2mol，则转化率为$\frac{α}{3}$，故B正确；
C．现将容器体积压缩到原来的一半，平衡正向移动，气体总物质的量减小，再次到达平衡之后，N₂的体积分数可能增大，故C错误；
D．若起始充入 N₂、H₂、NH₃的物质的分别为：1.5mol、0.5mol、1mol，等效于起始加入2mol氮气，2mol氢气，达到相同平衡状态，则NH₃的体积分数为x%，故D正确．
故选C．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高考常见题型，试题综合性强，难度较大，有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生的应试能力和学习效率，易错点为C，答题时需注意．