Question

【题目】可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，△H=－Q kJ/mol(Q>0)。有甲、乙两个容积相同且不变的密闭容器，向甲容器中加入1molN2和3molH2，在一定条件下达到平衡时放出热量为Q1kJ；在相同条件下，向乙容器中加入2molNH3达到平衡后吸收热量为Q2kJ，已知甲和乙两容器中所达到的平衡完全相同且Q1=4Q2。下列叙述不正确的是

A. 达平衡时，两容器中反应物的转化率不同，甲中N2和H2为80％，乙中NH3为20％

B. 甲中NH3的体积分数与乙相等

C. 达到平衡后，再向乙中加入0.2moLN2、0.6molH2、1.6molNH3，平衡向生成NH3的方向移动

D. 乙中的热化学反应方程式为2NH3(g) N2(g)+3H2(g)；△H=+Q2kJ/mol

Answer 1

【答案】D

【解析】

A、由于1molN2和3molH2完全反应可以生成2molNH3，所以甲乙两个体系的平衡状态是一样的，即平衡时，三种气体的浓度完全相同。对于同一可逆反应，相同条件下，正反应的反应热与逆反应的反应热，数值相等，符号相反。假设N2和H2完全反应时放热Q，则NH3完全分解时吸热也是Q。假设甲容器中的参加反应的氮气的物质的量为xmol，所以：

对于甲容器：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-QkJ/mol

起始(mol)： 1 3 0

变化(mol)： x 3x 2x

平衡(mol)： 1-x 3-3x 2x

所以Q1=xQkJ，乙容器反应混合物各组分的物质的量也是为N2(1-x )mol、H2(3-3x )mol、NH32xmol，所以分解的NH3的物质的量为(2-2x)mol，对于乙容器：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)△H=+QkJ/mol，故吸收的热量Q2=×QkJ=(1-x)QkJ，所以4(1-x)Q=xQ，解得x=0.8，所以N2的转化率为×100%=80%，NH3的转化率为×100%=×100% =20%，故A正确；B、甲乙容器中达到的平衡是相同平衡，所以氨气的体积分数相同，故B正确；C、依据A分析计算得到平衡物质的量N2为0.2mol，H2为0.6mol，NH3为1.6mol，再向乙中加入0.2mol N2(g)、0.6mol H2(g)和1.6mol NH3(g)，相当于增大压强，平衡正向进行，故C正确；D、该反应是可逆反应，乙中反应的热化学方程式为2NH3(g)N2(g)+3H2(g)△H＞+Q2kJ/mol，故D错误；故选D。