Question

【題目】在溫度相同、容積均為2 L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	甲	乙	丙
反應物投入量	1mo N2、3mol H2	2mol N2、6mol H2	2mol NH3
NH3濃度（mol/L）	c1	c2	c3
反應的能量變化	放出Q1kJ	放出Q2kJ	吸收Q3kJ
體系壓強（Pa）	p1	p2	p3
反應物轉化率	α1	α2	α3

已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1

A. 2p1＝2p3＜p2 B. 達到平衡時丙容器中NH3的體積分數最大

C. α2＋α3＜1 D. Q1＋Q3＝92.4

Answer 1

【答案】D

【解析】

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、氫氣轉化率大于甲的，平衡后乙中氨氣含量最大，據此判斷。

A、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，平衡向著正向移動，所以乙中壓強減小，小于甲的2倍，即2p1＝2p3＞p2，A錯誤；

B、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、氫氣轉化率大于甲的，平衡后乙中氨氣含量最大，B錯誤；

C、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α1+α3=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，平衡向著正向移動，氨氣的轉化率增大，所以轉化率α2+α3＞1，C錯誤；

D、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+Q3=92.4，D正確；

答案選D。