Question

【題目】合成氨的熱化學(xué)方程式為 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=92.4 kJ/mol。現(xiàn)將l mol N2(g)、3 mol H2(g)充入一容積為2 L的密閉容器中，在500℃下進(jìn)行反應(yīng)，10 min 時(shí)達(dá)到平衡，NH3的體積分?jǐn)?shù)為，下列說法中正確的是

A．若達(dá)到平衡時(shí)，測得體系放出9.24 kJ熱量，則H2反應(yīng)速率變化曲線如圖甲所示

B．反應(yīng)過程中，混合氣體平均相對分子質(zhì)最為M，混合氣體密度為d，混合氣體壓強(qiáng)為p，三者關(guān)系如圖乙

C．如圖丙所示，容器I和II達(dá)到平衡時(shí)，NH3的體積分?jǐn)?shù)為，則容器I放出熱量與容器II吸收熱量之和為92.4 kJ

D．若起始加入物料為1 mol N2，3 mol H2，在不同條件下達(dá)到平衡時(shí)，NH3的體積分?jǐn)?shù)變化如圖丁所示

Answer 1

【答案】C

【解析】本題考查了平衡移動圖象、等效平衡、外界對平衡及反應(yīng)速率的影響等。反應(yīng)開始速率相對較快，達(dá)平衡前反應(yīng)速率相對較慢，所以反應(yīng)速率應(yīng)為由高到低，達(dá)到平衡時(shí)放出的熱量為9.24 kJ，由熱化學(xué)方程式可知，參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為0.3 mol，10 min內(nèi)氫氣的平均速率為0.015 mol/(Lmin)，反應(yīng)速率應(yīng)為由高到低，故A錯(cuò)。混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積不變，混合氣體的密度為定值，隨反應(yīng)進(jìn)行、混合氣體的物質(zhì)的量減小，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大、混合氣體的壓強(qiáng)降低，故B錯(cuò)。恒溫恒容下，容器Ⅱ中按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化為N2、H2，可得N2 1 mol、H2 3 mol，容器Ⅰ、容器Ⅱ內(nèi)為等效平衡，兩種途徑中達(dá)到平衡時(shí)，NH3的體積分?jǐn)?shù)均為，平衡時(shí)容器內(nèi)對應(yīng)各物質(zhì)物質(zhì)的量相等，令平衡時(shí)容器內(nèi)N2為n mol，則容器Ⅰ中放出的熱量為(1n) mol×92.4 kJ/mol=92.4(1n) kJ，容器Ⅱ內(nèi)吸收的熱量為n mol×92.4 kJ/mol=92.4n kJ，容器Ⅰ中放出的熱量與Ⅱ中吸收的熱量之和為92.4(1n) kJ+92.4nkJ=92.4 kJ，故C正確。若起始加入物料為1 mol N2，3 mol H2，在不同條件下達(dá)到平衡時(shí)，比較500℃、2 L與500℃、1 L，體積小壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率快，達(dá)到平衡時(shí)間短，平衡向正反應(yīng)移動，平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)相對較大；比較500℃、2 L與400℃、2 L，溫度增大，反應(yīng)速率快，達(dá)到平衡時(shí)間短，平衡向逆反應(yīng)移動，平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)相對較小，故D錯(cuò)。