Question

在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1）

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1mol N2、3mol H2	2mol NH3	4mol NH3
NH3的浓度（mol?L-1）	c1	c2	c3
反应的能量变化	放出akJ	吸收bkJ	吸收ckJ
体系压强（Pa）	p1	p2	p3
反应物转化率	a1	a2	a3

下列说法正确的是（　　）

• A、2p₂＜p₃
• B、a+b=184.8
• C、2c₁＜c₃
• D、a₁+a₃＞1

Answer 1

考点：化学平衡建立的过程

专题：化学平衡专题

分析：甲容器反应物投入1molN₂、3molH₂与乙容器反应物投入2mol NH₃在保持恒温、恒容情况下是等效平衡，平衡时NH₃的浓度c₁=c₂ 、p₁=p₂、α₁+α₂=1、a+b能量总变化相当于1molN₂、3molH₂完全转化成2molNH₃的能量，即吸放热a+b数值上就等于92.4kJ；甲容器反应物投入量1molN₂、3molH₂与丙容器反应物投入量4molNH₃，若恒温且丙容器容积是甲容器2倍，则甲容器与丙容器也是等效平衡，然而现在是温度、容积相同的3个密闭容器，我们可以当成是在恒温且容积是甲容器两倍条件下，体积受到了压缩，原反应正向气体体积减少，由平衡移动原理，则相较于乙容器（或假设状况）而言，丙容器平衡向逆向移动，也就是说，丙容器的转化率比乙容器还要低一些．因此2c₁＜c₃、2p₂＞p₃、α₂＞α₃、α₁+α₃＜1．

解答： 解：A、比较乙丙可知，丙中氨气的物质的量为乙的2倍，但加压平衡向生产氨气的方向移动，故2p₂＞p₃，故A错误；
B、甲乙平衡状态相同，不同的是反应的起始方向不同，在此过程中乙吸收的热热量相当于甲完全转化需再放出的热量，故a+b=92.4，故B错误；
C、甲、丙相比较，把丙看成是在恒温且容积是甲容器两倍条件下，体积受到了压缩，原反应正向气体体积减少，因此2c₁＜c₃，故C正确；
D、甲乙处于相同的平衡状态，则a₁+a₂=1，而a₂＞a₃，所以a₁+a₃＜1，故D错误．
故选C．

点评：本题主要考查的是化学平衡中的等效平衡问题，等效平衡为在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同，做题时注意从思路的转化，题目难度中等．