Question

20．在溫度相同、容積均為2L的3個(gè)恒容密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下，下列說(shuō)法正確的是（　　）

	甲	乙	丙
反應(yīng)物投入量	1moN2、3mol H2	2mol N2、6mol H2	2mol NH3
NH3濃度（mol•L-1）	c1	c2	c3
反應(yīng)的能量變化	放出Q1kJ	放出Q2kJ	吸收Q3kJ
體系壓強(qiáng)（Pa）	p1	p2	p3
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率	α1	α2	α3

（已知N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1）

• A． 2p₁=2p₃＞p₂
• B． α₂+α₃＜1
• C． 達(dá)到平衡時(shí)丙容器中NH₃的體積分?jǐn)?shù)最大
• D． Q₁+Q₃＞92.4

Answer 1

分析 甲容器反應(yīng)物投入1molN₂、3molH₂，丙容器反應(yīng)物投入量2molNH₃，恒溫且丙容器容積和甲容器相同，則甲容器與丙容器是等效平衡；
甲容器反應(yīng)物投入1molN₂、3molH₂，乙容器反應(yīng)物投入量2mol N₂、6mol H₂，是甲中的二倍，如果恒溫且乙容器容積是甲容器2倍，則甲容器與乙容器也是等效平衡；所以乙所到達(dá)的平衡，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達(dá)平衡后，再壓縮體積為與甲容器體積相等所到達(dá)的平衡；據(jù)此分析平衡移動(dòng)．

解答 解：甲投入1molN₂、3molH₂，丙容器投入量2molNH₃，恒溫恒容條件下，甲容器與丙容器是等效平衡，各組分的物質(zhì)的量、含量、轉(zhuǎn)化率等完全相等；
而甲容器投入1molN₂、3molH₂，乙容器加入2molN₂、6molH₂，乙中加入量是甲中的二倍，如果恒溫且乙容器容積是甲容器2倍，則甲容器與乙容器為等效平衡，所以乙所到達(dá)的平衡，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達(dá)平衡后，再壓縮體積為與甲容器體積相等所到達(dá)的平衡，由于該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，縮小容器體積，增大了壓強(qiáng)，平衡向著正向移動(dòng)，所以乙中氮?dú)狻�氫氣轉(zhuǎn)化率大于甲和丙的，平衡后乙中氨氣含量最大；
A、丙容器反應(yīng)物投入量2molNH₃，和甲起始量相同，甲和丙平衡狀態(tài)相同，乙中壓強(qiáng)為甲的二倍；由于乙中相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向著向著正向移動(dòng)，所以乙中壓強(qiáng)減小，小于甲的2倍，即2P₁=2p₃＞p₂，故A正確；
B、丙容器中加入2molNH₃，和甲最后達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，若平衡不移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率α₁+α₃=1；乙容器反應(yīng)物投入量2mol N₂、6mol H₂，由于乙中相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向著向著正向移動(dòng)，氨氣的轉(zhuǎn)化率增大，所以轉(zhuǎn)化率α₂+α₃＞1，故B錯(cuò)誤；
C、丙容器反應(yīng)物投入量2molNH₃，采用極限轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物為1molN₂、3molH₂，和甲中的相同，乙容器加入2molN₂、6molH₂，乙中加入量是甲中的二倍，乙所到達(dá)的平衡，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達(dá)平衡后，再壓縮體積為與甲容器體積相等所到達(dá)的平衡，由于該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，縮小容器體積，增大了壓強(qiáng)，平衡向著正向移動(dòng)，所以乙中氮?dú)�、氫氣轉(zhuǎn)化率大于甲和丙的，平衡后乙中氨氣含量最大，故C錯(cuò)誤；
D、甲投入1molN₂、3molH₂，丙中投入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(yīng)的能量變化之和為92.4kJ，故Q₁+Q₂=92.4，故D錯(cuò)誤；
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡影響因素、等效平衡、化學(xué)平衡的計(jì)算，題目計(jì)算量較大，題目難度較大，關(guān)鍵是構(gòu)建平衡建立的等效途徑，試題側(cè)重對(duì)學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力的培養(yǎng)．