Question

【题目】合成氨的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。现将1 mol N2(g)、3 mol H2(g)充入一容积为2 L的密闭容器中，在500 ℃下进行反应，10 min时达到平衡，NH3的体积分数为，下列说法中正确的是( )

A. 若达到平衡时，测得体系放出9.24 kJ热量，则H2反应速率变化曲线如图a所示

B. 反应过程中，混合气体平均相对分子质量为M，混合气体密度为d，混合气体压强为p，三者的变化趋势如图b

C. 如图c所示，容器Ⅰ和Ⅱ达到平衡时，NH3的体积分数为，则容器Ⅰ放出热量与容器Ⅱ吸收热量之和为92.4 kJ

D. 若起始加入物料为1 mol N2、3 mol H2，在不同条件下达到平衡时，NH3的体积分数变化如图d所示

Answer 1

【答案】C

【解析】A、体系放出9.24kJ的热量，消耗氢气物质的量为9.24×3/92.4mol=0.3mol，根据化学反应速率的数学表达式，v(H2)=0.3/(2×10)mol/(L·min)=0.015mol/(L·min)，氢气是反应物，其反应速率随着反应进行逐渐减小，故A错误；B、根据M=m/n，组分都是气体，在气体质量不变，向正反应方向进行，气体物质的量减小，则气体平均摩尔质量增大，根据密度的定义，气体质量不变，容器是恒容，气体体积不变，因此气体密度始终保持不变，根据反应方程式，向正反应方向进行，气体物质的量减小，压强减小，故B错误；C、这两个平衡为等效平衡，容器I中N2的转化率与容器II中NH3转化率之和为1，因此容器I放出热量与容器II吸收的热量之和为92.4kJ，故C正确；D、温度越高，化学反应速率越快，500℃1L容器，反应物浓度最大，因此首先达到平衡，其次是500℃2L容器，最后是400℃2L容器，故D错误。