Question

在一定溫度下，向一個容積不變的容器中，通入2mol N₂和8mol H₂及固體催化劑，使之反應(yīng)．已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ?mol^-1．平衡時容器內(nèi)氣體壓強為起始時的80%．
（1）平衡時容器內(nèi)NH₃的體積分數(shù)為

25%

．
（2）加入2mol N₂和8mol H₂，達到平衡時，放出熱量為

B

（填序號）．
A．大于92.2kJ  B．等于92.2kJ  C．小于92.2kJ  D．以上三者皆有可能
（3）在相同容器中，降低溫度，通入2mol NH₃和1mol H₂及固體催化劑，反應(yīng)達到平衡時NH₃的體積分數(shù)是否為

1

4

，下列判斷正確的是

D

（填序號）．
A．等于

1

4

B．大于

1

4

?C．小于

1

4

  D．可能大于或小于或等于

1

4

理由是：

通入2mol氨氣和1mol氫氣相當(dāng)于加入1mol氮氣和4mol氫氣，所以最終平衡狀態(tài)相當(dāng)于題中平衡狀態(tài)進行減壓、降溫，減壓時氨氣的體積分數(shù)減小，而降溫時氨氣的體積分數(shù)增大，所以選D．

．

Answer 1

分析：（1）令平衡時參加反應(yīng)N₂的物質(zhì)的量為xmol，利用三段式表示出平衡時各組分的物質(zhì)的量，利用壓強之比等于物質(zhì)的量之比，結(jié)合平衡時容器內(nèi)氣體壓強為起始時的80%列方程計算x的值，進而計算氨氣的體積分數(shù)；
（2）根據(jù)（1）計算可知參加反應(yīng)的n（N₂），結(jié)合熱化學(xué)方程式計算放出的熱量；
（3）“2 mol NH₃、1 mol H₂”等效于“1 mol N₂、4 mol H₂”．在相同容器中，改用“1 mol N₂、4 mol H₂”相當(dāng)于對原平衡體系減壓，平衡向逆反應(yīng)進行，該措施使NH₃體積分數(shù)減�。畬υ�平衡體系降溫，平衡向正反應(yīng)移動，該措施使NH₃體積分數(shù)增大．兩措施對NH₃體積分數(shù)的影響不一致，導(dǎo)致NH₃體積分數(shù)可能大于、小于或等于

1

4

．

解答：解：（1）令平衡時參加反應(yīng)N₂的物質(zhì)的量為xmol，利用三段式表示出平衡時各組分的物質(zhì)的量：
              N₂（g）+3H₂（g）

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃（g）
開始（mol）：2       8               0
變化（mol）：x       3x              2x
平衡（mol）：2-x     8-3x            2x
所以（2-x+8-3x+2x）=（2+8）×80%
解得x=1，所以平衡時容器內(nèi)NH₃的體積分數(shù)為

2mol

10mol×80%

×100%=25%．
故答案為：25%；
（2）根據(jù)（1）可知參加反應(yīng)的n（N₂）=1mol，所以放出的熱量為1mol×92.2kJ?mol^-1=92.2kJ，故選：B；
（3）“2 mol NH₃、1 mol H₂”等效于“1 mol N₂、4 mol H₂”．在相同容器中，改用“1 mol N₂、4 mol H₂”相當(dāng)于對原平衡體系減壓，平衡向逆反應(yīng)進行，該措施使NH₃體積分數(shù)減小．對原平衡體系降溫，平衡向正反應(yīng)移動，該措施使NH₃體積分數(shù)增大，兩措施對NH₃體積分數(shù)的影響不一致，導(dǎo)致NH₃體積分數(shù)可能大于、小于或等于

1

4

；故選D；通入2mol氨氣和1mol氫氣相當(dāng)于加入1mol氮氣和4mol氫氣，所以最終平衡狀態(tài)相當(dāng)于題中平衡狀態(tài)進行減壓、降溫，減壓時氨氣的體積分數(shù)減小，而降溫時氨氣的體積分數(shù)增大，所以選D．
故答案為：D；通入2mol氨氣和1mol氫氣相當(dāng)于加入1mol氮氣和4mol氫氣，所以最終平衡狀態(tài)相當(dāng)于題中平衡狀態(tài)進行減壓、降溫，減壓時氨氣的體積分數(shù)減小，而降溫時氨氣的體積分數(shù)增大，所以選D．

點評：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計算、等效平衡與平衡移動等，難度中等，注意對平衡影響因素的理解．