Question

【題目】在3個2 L的密閉容器中，在相同的溫度下、使用相同的催化劑分別進行反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。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有關數據如下：

容器	甲	乙	丙
反應物的投入量	3 mol H2、 2 mol N2	6 mol H2、 4 mol N2	2 mol NH3
達到平衡的時間/min		5	8
平衡時N2的濃度/(mol·L1)	c1	1.5
NH3的體積分數	φ1		φ2
混合氣體的密度/(g·L1)	ρ1	ρ2

下列說法不正確的是

A．容器乙中反應從開始到達平衡的反應速率為v(H2)=0.3 mol·L1·min1

B．在該溫度下甲容器中反應的平衡常數K=

C．2ρ1=ρ2

D．2c1<1.5

Answer 1

【答案】D

【解析】乙容器中氮氣的起始c(N2)=2 mol·L1，v(H2)=3v(N2)=3× mol·L1·min1 =0.3 mol·L1·min1，A選項正確；B選項，甲容器中利用“三段式”可得：

3H2(g)+N2(g)2NH3(g)

起始濃度/mol·L1 1.5 1 0

變化濃度/mol·L1 33c1 1c1 22c1

平衡濃度/mol·L1 3c11.5 c1 22c1

代入K=可知正確；C選項，對比甲、乙容器，由于反應物和生成物都是氣體，反應前后氣體的總質量不變，乙容器中混合氣體總質量是甲的兩倍，兩容器容積均為2 L，ρ= ，即2ρ1=ρ2，正確；D選項，乙相當于在甲平衡的基礎上縮小體積壓強增大為原來的2倍，假設平衡不移動，則乙中氮氣濃度為甲中的兩倍，即乙中氮氣濃度為2c1 mol·L1，但由于平衡右移，乙中氮氣濃度減小至1.5 mol·L1，所以2c1>1.5，錯誤。