Question

17．已知，T℃溫度下，反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0的平衡常數(shù)K=9．向容積固定的某真空容器中充入N₂（g）、H₂（g）和NH₃（g），使其濃度分別為3mol/L、1mol/L和50mol/L，在T℃溫度下發(fā)生上述反應．下列說法中正確的是（　�。�

• A． 反應開始后，反應要放出能量
• B． 建立平衡狀態(tài)時c（N₂）＜3 mol/L
• C． 該條件下，平衡時N₂的體積分數(shù)為$\frac{1}{14}$
• D． 反應條件變化時，其K值也一定發(fā)生變化

Answer 1

分析 A．此時濃度商Qc=$\frac{5{0}^{2}}{3×{1}^{3}}$=833.3＞K=9，反應向逆反應進行；
B．反應逆向進行，氮氣濃度增大；
C．設(shè)平衡時氮氣濃度變化量為xmol/L，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol/L）：3       1        50
變化（mol/L）：x       3x       2x
平衡（mol/L）：3+x     1+3x     50-2x，
假設(shè)平衡時N₂的體積分數(shù)為$\frac{1}{14}$，則$\frac{3+x}{54+2x}$=$\frac{1}{14}$，解得x=1，再根據(jù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$計算平衡常數(shù)，若等于9，則正確，否則錯誤；
D．平衡常數(shù)只受溫度影響．

解答 解：A．此時濃度商Qc=$\frac{5{0}^{2}}{3×{1}^{3}}$=833.3＞K=9，反應向逆反應進行，反應開始后，反應要吸收能量，故A錯誤；
B．反應逆向進行，氮氣濃度增大，故平衡狀態(tài)時c（N₂）＞3 mol/L，故B錯誤
C．設(shè)平衡時氮氣濃度變化量為xmol/L，則：
             N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol/L）：3      1        50
變化（mol/L）：x      3x       2x
平衡（mol/L）：3+x    1+3x    50-2x，
假設(shè)平衡時N₂的體積分數(shù)為$\frac{1}{14}$，則$\frac{3+x}{54+2x}$=$\frac{1}{14}$，解得x=1，平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{4{8}^{2}}{4×{4}^{3}}$=9，故C正確；
D．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故D錯誤，
故選：C．

點評 本題考查化學平衡計算，涉及平衡常數(shù)應用與影響因素，C注意利用驗證法解答，若利用平衡常數(shù)直接體積分數(shù)，涉及一元四次方程，難以計算具體的值，難度中等．