Question

在溫度、容積相同的2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據如下： 容器 甲 乙 反應物投入量 1mol N2、3mol H2 4mol NH3 NH3的濃度（mol?L-1） c1 c1 反應的能量變化 放出a kJ 吸收b kJ 氣體密度 ρ1 ρ2 反應物轉化率 α1 α2 （已知N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ?mol-1）下列說法正確的是（　�。�

A．c₁＜c₂＜2c₁

B．a+b＞92.4

C．α₁+α₂=1

D．ρ2=2ρ1

Answer 1

分析：甲容器反應物投入1molN₂、3molH₂，乙容器反應物投入量4molNH₃，若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．在溫度、容積相同的2個密閉容器中，乙所到達的平衡，可以當成在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達平衡后，再壓縮體積與甲容器體積相等所到達的平衡，
A．體積縮小1倍，壓強增大1倍，若氨氣的轉化率不變，則c₂=2c₁，但平衡向正反應移動，氨氣的轉化率降低，
B．若乙中開始投入2molNH₃，則甲與乙是等效的，甲與乙的反應的能量變化之和為92.4kJ，但乙中為4molNH₃，分解的NH₃較2molNH₃時多；
C．若乙中開始投入2molNH₃，則甲與乙是等效的，甲與乙的反應物轉化率之和為1，但乙中為4molNH₃，較2molNH₃時的轉化率低；
D．乙中混合氣體的質量為甲中的2倍，體積相同，密度之比等于質量之比．

解答：解：甲容器反應物投入1molN₂、3molH₂，乙容器反應物投入量4molNH₃，若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．在溫度、容積相同的2個密閉容器中，乙所到達的平衡，可以當成在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達平衡后，再壓縮體積與甲容器體積相等所到達的平衡，
A．體積縮小1倍，壓強增大1倍，若氨氣的轉化率不變，則c₂=2c₁，但平衡向正反應移動，氨氣的轉化率降低，
故c₂＞2c₁，故A錯誤；
B．若乙中開始投入2molNH₃，則甲與乙是等效的，甲與乙的反應的能量變化之和為92.4kJ，但乙中為4molNH₃，分解的NH₃較2molNH₃時多，故a+b＞92.4，故B正確；
C．若乙中開始投入2molNH₃，則甲與乙是等效的，甲與乙的反應物轉化率之和為1，但乙中為4molNH₃，較2molNH₃時的轉化率低，故α₁+α₂＜1，故C錯誤；
D．乙中混合氣體的質量為甲中的2倍，體積相同，密度之比等于質量之比，故ρ₂=2ρ₁，故D正確；
故選BD．

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，難度較大，關鍵是構建平衡建立的等效途徑．