Question

18．相同溫度下，在體積相等的三個恒容密閉容器中發生可逆反應：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol．
實驗測得起始、平衡時的有關數據如下表：

容器編號	起始時各物質物質的量/mol			平衡時反應中的能量 變化
	N2	H2	NH3
①	1	3	0	放出熱量a kJ
②	0	0	2	吸收熱量b kJ
③	2	6	0	放出熱量c kJ

下列敘述正確的是 （　　）

• A． 熱量關系：a+b=92.4
• B． 三個容器內反應的平衡常數：③＞①=②
• C． 平衡時氨氣的體積分數：①=②＞③
• D． ①N₂的轉化率+②NH₃的轉化率=100%

Answer 1

分析 A．②按化學計量數轉化到左邊時得到1molN₂（g）、3molH₂（g），與①的起始狀態相同，恒溫恒容下，②與①為完全等效平衡，平衡時對應各組分的物質的量相等，假設平衡時氮氣為nmol，計算反應熱可得關系式；
B．平衡常數只與溫度有關，故三種情況下平衡常數相等；
C．②與①為完全等效平衡，平衡時相同組分的含量相同，③與①相比，③到達的平衡相當于在①的平衡基礎上壓強增大1倍，平衡向右移動，NH₃的物質的量增大、混合氣體總的物質的量減小；
D．②與①為完全等效平衡，平衡時對應各組分的物質的量相等，假設平衡時氮氣為nmol，計算轉化率可得關系式．

解答 解：A．②按化學計量數轉化到左邊時得到1molN₂（g）、3molH₂（g），與①的起始狀態相同，恒溫恒容下，②與①為完全等效平衡，平衡時對應各組分的物質的量相等，假設平衡時氮氣為nmol，則a=（1-n）×92.4，b=（2-2n）×$\frac{1}{2}$×92.4，故a+b=92.4，故A正確；
B．平衡常數是只與溫度有關的物理量，與物質的濃度無關，溫度相等平衡常數相等，故B錯誤；
C．②與①為完全等效平衡，故平衡時氨氣體積分數相等，③與①相比，③到達的平衡相當于在①的平衡基礎上壓強增大1倍，平衡向右移動，NH₃的物質的量增大、混合氣體總的物質的量減小，平衡時NH₃氣體的體積分數增大，故C錯誤；
D．②與①為完全等效平衡，平衡時對應各組分的物質的量相等，假設平衡時氮氣為nmol，則①N₂的轉化率=$\frac{（1-n）mol}{1mol}$=（1-n），②NH₃的轉化率=$\frac{nmol×2}{2mol}$=n，則二者轉化率之和=1-n+n=100%，故D正確，
故選：AD．

點評 本題考查化學平衡計算，適合利用等效平衡思想解題，構建平衡建立的途徑是解題的關鍵，注意A、D選項中規律的歸納總結．