Question

18．如圖所示，隔板Ⅰ固定不動(dòng)，活塞Ⅱ可自由移動(dòng)，M、N兩個(gè)容器中均發(fā)生反應(yīng)：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-192kJ•mol^-1．向 M、N 中，都通入 xmol N₂ 和ymol H₂的混合氣體，初始M、N容積相同，保持溫度不變．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 若x：y=1；2，則平衡時(shí)，M中的轉(zhuǎn)化率：N₂＞H₂
• B． 若x：y=1：3，當(dāng)M中放出熱量172.8kJ時(shí)，N₂的轉(zhuǎn)化率為90%
• C． 若x=1，y=3，則達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率N＞M
• D． 平衡時(shí)N₂氣體在兩容器中體積分?jǐn)?shù)可能相等

Answer 1

分析 M容器保持恒容，N容器保持恒壓，由于反應(yīng)前后的氣體系數(shù)和不等，所以?xún)蓚�(gè)平衡態(tài)也不一樣，
A、由于x：y=1：2，即y=2 x，設(shè)反應(yīng)中消耗掉amolA，用a表示參加反應(yīng)的B的物質(zhì)的量，表示出轉(zhuǎn)化率；
B、題目中熱化學(xué)方程式的意義為1molA完全反應(yīng)，放熱192 kJ，根據(jù)實(shí)際放出的熱量計(jì)算參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量，進(jìn)而表示出轉(zhuǎn)化率進(jìn)行判斷；
C、反應(yīng)中氮?dú)馀c氫氣的物質(zhì)的量之比為1：3，反應(yīng)時(shí)按1：3的比例反應(yīng)；
D、讓M、N中平衡時(shí)N₂的體積分?jǐn)?shù)一樣，那么只能是M或N中，反應(yīng)前后不論限度多少，N₂的體積分?jǐn)?shù)始終為定值，假定反應(yīng)的N₂為zmol，利用三段式表示平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量據(jù)此判斷．

解答 解：M容器保持恒容，N容器保持恒壓，由于反應(yīng)前后的氣體系數(shù)和不等，所以?xún)蓚�(gè)平衡態(tài)也不一樣，
A、x：y=1：2，即y=2 x，設(shè)反應(yīng)中消耗掉amoN₂l，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
初始（mol）：x     2x         0
變化（mol）：a     3a         2a
故N₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{a}{x}$，H₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{3a}{2x}$，則平衡時(shí)，M中的轉(zhuǎn)化率：N₂＜H₂，故A錯(cuò)誤；
B、題目中熱化學(xué)方程式的意義：若1moN₂l完全反應(yīng)，放熱192 kJ，當(dāng)M中放出熱量172.8 kJ時(shí)，參加反應(yīng)的N₂的物質(zhì)的量為$\frac{172.8KJ}{192KJ}$×1mol=0.9mol，故N₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.9}{x}$，故B錯(cuò)誤；
C、x=1，y=3，由于反應(yīng)后氣體體積減小，N容器建立的平衡相當(dāng)于恒溫恒容下建立的平衡減小容器體積，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，達(dá)到平衡后的轉(zhuǎn)化率關(guān)系為：α（M）＜α（N），故C正確；
D、要讓M、N中平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)一樣，那么只能是M或N中，反應(yīng)前后不論限度多少，A的體積分?jǐn)?shù)始終為定值，假定反應(yīng)的A為zmol，則：
       N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始：x         y            0
反應(yīng)：z       3z           2z
平衡：x-z   y-3z          2z
故平衡時(shí)N₂的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{x-z}{x+y-2z}$，N₂的體積分?jǐn)?shù)始終為定值，則x=y，即x=y時(shí)，平衡時(shí)N₂氣體在兩容器中體積分?jǐn)?shù)相等，故D正確；
故選CD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算等，難度較大，注意根據(jù)平衡常數(shù)判斷平衡移動(dòng)方向．