Question

已知：N₂(g)＋3H₂(g)  2NH₃(g)；△H＝－Q kJ·mol^－1（Q＞0）。現有甲乙兩個相同的密閉容器，向甲容器中充入1mol N₂(g)和3mol H₂(g)，在一定條件下達到平衡時放出的熱量為Q₁ kJ；在相同條件下向乙容器中充入2mol NH₃(g)，達到平衡時吸收的熱量為Q₂ kJ。已知Q₂＝3Q₁，下列敘述中正確的是 :

A．平衡時甲容器中NH3(g)的體積分數比乙容器中的小

B．平衡時甲容器中氣體的壓強為開始時壓強的

C．達到平衡時，甲容器中H2的轉化率為25％

D．Q1＝Q

Answer 1

C

溫度相同和容器體積相同甲和乙互為等效平衡
甲容器中設N₂參加反應xmol則：
N₂(g)＋3H₂(g)  2NH₃(g)；△H＝－Q kJ·mol^－1
起始時的量(moi) ： 1     3           0  
轉化的量(mol)   ：  X     3x          2x
平衡時的量(mol)： 1-x   3-3x         2x
乙與甲互為等效平衡，達平衡時NH₃為2xmol
N₂(g)＋3H₂(g)  2NH₃(g)；△H＝－Q kJ·mol^－1
  起始時的量(mol): 0     0            2
轉化的量(mol): 0.5(2-2x) 1.5(2-2x) 2-2x
平衡時的量(mol):0.5(2-2x) 1.5(2-2x） 2x
放出的熱量為：Q2=(2-2X)×Q÷2
則：(2-2X)×Q÷2=3Q÷2×2x
X=o.25 
從以上計算可知，甲和乙為等效平衡NH₃(g)的體積分數相同，A錯。平衡時甲中物質的量為3.5mol，起始為4mol,比為7/8，B錯。平衡時甲中H₂參加反應為0.75mol,起始為3mol，則C對。甲中N2參加反應為0.25mol，則Q₁=0.5Q，D錯。