Question

15．在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數(shù)據(jù)如下（已知N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1）：

容器	甲	乙	丙
反應物投入量	1mol N2、3mol H2	2mol NH3	4mol NH3
NH3的平衡濃度（mol•L-1）	c1	c2	c3
反應的能量變化	放出a kJ	吸收b kJ	吸收c kJ
體系壓強（Pa）	p1	p2	p3
反應物轉化率	α1	α2	α3

下列說法不正確的是（　�。�

• A． 2c₁＞c₃
• B． a+b=92.4
• C． 2p₂＞p₃
• D． α₁+α₃＜1

Answer 1

分析 甲容器反應物投入1molN₂、3molH₂，乙容器反應物投入量2molNH₃，恒溫且乙容器容積和甲容器相同，則甲容器與乙容器是等效平衡；
甲容器反應物投入1molN₂、3molH₂，丙容器反應物投入量4molNH₃，采用極限轉化法轉化為反應物為2molN₂、6molH₂，是甲中的二倍，如果恒溫且丙容器容積是甲容器2倍，則甲容器與丙容器也是等效平衡；所以丙所到達的平衡，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達平衡后，再壓縮體積為與甲容器體積相等所到達的平衡；據(jù)此分析平衡移動．

解答 解：甲投入1molN₂、3molH₂，乙容器投入量2molNH₃，恒溫恒容條件下，甲容器與乙容器是等效平衡，各組分的物質的量、含量、轉化率等完全相等；
而甲容器投入1molN₂、3molH₂，丙容器加入4molNH₃，采用極限轉化法丙相當于加入2molN₂、6molH₂，丙中加入量是甲中的二倍，如果恒溫且丙容器容積是甲容器2倍，則甲容器與丙容器為等效平衡，所以丙所到達的平衡，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達平衡后，再壓縮體積為與甲容器體積相等所到達的平衡，由于該反應是體積減小的反應，縮小容器體積，增大了壓強，平衡向著正向移動，所以丙中氮氣、氫氣轉化率大于甲和乙的，
A、丙容器反應物投入量4molNH₃，采用極限轉化法轉化為反應物為2molN₂、6molH₂，是甲中的二倍，若平衡不移動，c₃=2c₁；丙相當于增大壓強，平衡向著正向移動，所以丙中氨氣的濃度大于乙中氨氣濃度的二倍，即c₃＞2c₁，故A錯誤；
B、甲投入1molN₂、3molH₂，乙中投入2molNH₃，則甲與乙是完全等效的，根據(jù)蓋斯定律可知，甲與乙的反應的能量變化之和為92.4kJ，故a+b=92.4，故B正確；
C、丙容器反應物投入量4molNH₃，是乙的二倍，若平衡不移動，丙中壓強為乙的二倍；由于丙中相當于增大壓強，平衡向著向著正向移動，所以丙中壓強減小，小于乙的2倍，即2p₂＞p₃，故C正確；
D、丙容器反應物投入量4molNH₃，是乙的二倍，若平衡不移動，轉化率α₁+α₃=1；由于丙中相當于增大壓強，平衡向著向著正向移動，氨氣的轉化率減小，所以轉化率α₁+α₃＜1，故D正確；
故選A．

點評 本題考查化學平衡影響因素、等效平衡、化學平衡的計算，題目計算量較大，題目難度較大，關鍵是構建平衡建立的等效途徑，試題側重對學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力的培養(yǎng)．