Question

合成氨的熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1．現(xiàn)將1molN₂（g）、3molH₂（g）充入一容積為2L的密閉容器中，在500℃下進行反應，10min時達到平衡，NH₃的體積分為?，下列說法中正確的是
（　　）

• A、若達到平衡時，測得體系放出9.24kJ熱量，則H₂反應速率變化曲線如圖甲所示
• B、反應過程中，混合氣體平均相對分子質量為M，混合氣體密度為d，混合氣體壓強為p，三者關系如圖乙
• C、如圖丙所示，容器I和II達到平衡時所需要的時間可能不同
• D、若起始加入物料為1 mol N₂，3 mol H₂，在不同條件下達到平衡時，NH₃的體積分數(shù)變化如圖丁所示

Answer 1

考點：化學反應速率變化曲線及其應用,化學平衡的影響因素,轉化率隨溫度、壓強的變化曲線

專題：圖示題,化學平衡專題

分析：A、達到平衡時放出的熱量為9.24kJ，由熱化學方程式可知參加反應的氫氣的物質的量為0.3mol，10min內氫氣的平均速率為0.015mol/（L?min），反應速率應為由高到低；
B、混合氣體的總質量不變，容器的體積不變，混合氣體的密度為定值；隨反應進行、混合氣體的物質的量減小，混合氣體的平均相對分子質量增大、混合氣體的壓強降低；
C、恒溫恒容下，容器Ⅱ中按化學計量數(shù)轉化為N₂、H₂，可得N₂1mol、H₂3mol，容器Ⅰ、容器Ⅱ內為等效平衡，但在反應過程中容器Ⅰ的壓強始終大于容器Ⅱ，所以容器I達到平衡時所需要的時間小于容器Ⅱ；
D、增大壓強平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向逆反應方向移動．據(jù)此判斷平衡時NH₃的體積分數(shù)．

解答： 解：A、反應開始速率相對較快，達平衡前反應速率相對較慢，所以反應速率應為由高到低，達到平衡時放出的熱量為9.24kJ，由熱化學方程式可知參加反應的氫氣的物質的量為0.3mol，10min內氫氣的平均速率為0.015mol/（L?min），最低反應速率應小于0.015mol/（L?min），故A錯誤；
B、混合氣體的總質量不變，容器的體積不變，混合氣體的密度為定值；隨反應進行、混合氣體的物質的量減小，混合氣體的平均相對分子質量增大、混合氣體的壓強降低，故B錯誤；
C、恒溫恒容下，容器Ⅱ中按化學計量數(shù)轉化為N₂、H₂，可得N₂1mol、H₂3mol，容器Ⅰ、容器Ⅱ內為等效平衡，但在反應過程中容器Ⅰ的壓強始終大于容器Ⅱ，所以容器I達到平衡時所需要的時間小于容器Ⅱ，故C正確；
D、起始加入的物料均為1molN₂、3molH₂，在不同條件下達到平衡時，比較500℃、2L與500℃、1L，體積小壓強大，反應速率快，達到平衡時間短，平衡向正反應移動，平衡時NH₃的體積分數(shù)相對較大；比較500℃、2L與400℃、2L，溫度增大，反應速率快，達到平衡時間短，平衡向逆反應移動，平衡時NH₃的體積分數(shù)相對較小，故D錯誤．
故選C．

點評：本題考查平衡移動圖象、等效平衡、外界對平衡及反應速率的影響等，難度中等，注意D選項中定一議二與先拐先平原則的利用．