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已知N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ?mol-1,在溫度相同、容積均為2L的3個恒容密閉容器中,按不同方式投入反應物,保持恒溫,測得反應達到平衡時的有關數據如下,下列說法正確的是( 。
容器
反應物投入量 1mol N2、3mol H2 2mol N2、6mol H2 2mol NH3
NH3的濃度(mol?L-1 c1 c2 c3
反應的能量變化 放出Q1 kJ 放出Q2 kJ 吸收Q3 kJ
體系壓強(Pa) p1 p2 p3
反應物轉化率 α1 α2 α3
A、Q3+92.4c1=92.4
B、α23<1
C、2p1=2p3<p2
D、達到平衡時丙容器中NH3的體積分數最大
考點:化學平衡的計算
專題:化學平衡專題
分析:甲容器反應物投入1molN2、3molH2,丙容器反應物投入量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;
甲容器反應物投入1molN2、3molH2,乙容器反應物投入量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;據此分析平衡移動.
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,各組分的物質的量、含量、轉化率等完全相等;
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,所以乙中氮氣、氫氣轉化率大于甲和丙的,平衡后乙中氨氣含量最大;
A、甲投入1molN2、3molH2,丙中投入2molNH3,則甲與乙是完全等效的,根據蓋斯定律可知,甲與乙的反應的能量變化之和為92.4kJ,故Q1+Q2=92.4,故A正確;
B、丙容器中加入2molNH3,和甲最后達到相同的平衡狀態,若平衡不移動,轉化率α13=1;乙容器反應物投入量2mol N2、6mol H2,由于乙中相當于增大壓強,平衡向著向著正向移動,氨氣的轉化率增大,所以轉化率α23>1,故B錯誤;
C、丙容器反應物投入量2molNH3,和甲起始量相同,甲和丙平衡狀態相同,乙中壓強為甲的二倍;由于乙中相當于增大壓強,平衡向著向著正向移動,所以乙中壓強減小,小于甲的2倍,即2P1=2p3>p2,故C錯誤;
D、丙容器反應物投入量2molNH3,采用極限轉化法轉化為反應物為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,所以乙中氮氣、氫氣轉化率大于甲和丙的,平衡后乙中氨氣含量最大,故D錯誤;
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.
練習冊系列答案
相關習題

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已知CH3CH═CHCH3
[O]
2CH3CHO,則化學式為C5H10的烯烴在此條件下可生成醛的種類為( 。
A、5種B、4種 C、3種D、6種

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下列有關實驗裝置進行的相應實驗,能達到實驗目的是(  )
A、
用此裝置可以驗證溴乙烷發生了消去反應
B、
用此裝置配制銀氨溶液
C、
用裝置提純工業乙醇
D、
用裝置萃取溴水中的溴,并把溴的苯溶液從下口放出

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既有氧化性、又有還原性的物質是( 。
A、SO2
B、SO3
C、Na
D、Fe3+

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在容積固定的密閉容器中充入一定量的X、Y兩種氣體,一定條件下發生可逆反應3X(g)+Y(g)═2Z(g),并達到平衡.已知正反應是放熱反應,測得X的轉化率為37.5%,Y的轉化率為25%,下列有關敘述正確的是(  )
A、若X的反應速率為0.2 mol?L-1?s-1,則Z的反應速率為0.3 mol?L-1?s-1
B、若向容器中充入氦氣,壓強增大,Y的轉化率提高
C、升高溫度,正反應速率減小,平衡向逆反應方向移動
D、開始充入容器中的X、Y物質的量之比為2:1

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生物體中細胞膜內的葡萄糖,細胞膜外的富氧液體及細胞膜構成微型的生物原電池,下列有關判斷正確的是(  )
A、負極發生的電極反應可能是:O2-4e-+2H2O═4OH-
B、正極發生的電極反應可能是:O2-4e-═2O2-
C、負極反應主要是C6H12O6生成CO2或HCO3-
D、正極反應主要是C6H12O6生成CO2或CO32-

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如圖為銅-鋅-稀硫酸構成的原電池示意圖,下列說法錯誤的是( 。
A、負極反應式為:Zn-2e-═Zn2+
B、正極反應式為:2H++2e-═H2
C、電子由鋅片通過導線流向銅片,再由銅片經電解質溶液流回鋅片
D、該裝置能將化學能轉變為電能

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下列現象因發生加成反應而產生的是(  )
A、乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
B、乙烯使酸性KmnO4溶液褪色
C、甲烷與氯氣混合,光照一段時間后黃綠色消失
D、將苯加人溴水中,振蕩后水層接近無色

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氮氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一.消除氮氧化物的方法有多種.
(1)利用甲烷催化還原氮氧化物.已知:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ/mol
則CH4將NO2還原為N2的熱化學方程式是
 

(2)利用NH3催化還原氮氧化物(SCR技術),該技術是目前應用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術.發生的化學反應是:
2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)
180℃
催化劑
 2N2(g)+3H2O(g)△H<0.
為提高氮氧化物的轉化率可采取的措施是
 
(寫出1~2種即可).

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