Question

15．在溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下（已知N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1）：

容器	甲	乙	丙
反應(yīng)物投入量	1mol N2、3mol H2	2mol NH3	4mol NH3
NH3的平衡濃度（mol•L-1）	c1	c2	c3
反應(yīng)的能量變化	放出a kJ	吸收b kJ	吸收c kJ
體系壓強(qiáng)（Pa）	p1	p2	p3
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率	α1	α2	α3

下列說法不正確的是（　　）

• A． 2c₁＞c₃
• B． a+b=92.4
• C． 2p₂＞p₃
• D． α₁+α₃＜1

Answer 1

分析 甲容器反應(yīng)物投入1molN₂、3molH₂，乙容器反應(yīng)物投入量2molNH₃，恒溫且乙容器容積和甲容器相同，則甲容器與乙容器是等效平衡；
甲容器反應(yīng)物投入1molN₂、3molH₂，丙容器反應(yīng)物投入量4molNH₃，采用極限轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物為2molN₂、6molH₂，是甲中的二倍，如果恒溫且丙容器容積是甲容器2倍，則甲容器與丙容器也是等效平衡；所以丙所到達(dá)的平衡，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達(dá)平衡后，再壓縮體積為與甲容器體積相等所到達(dá)的平衡；據(jù)此分析平衡移動(dòng)．

解答 解：甲投入1molN₂、3molH₂，乙容器投入量2molNH₃，恒溫恒容條件下，甲容器與乙容器是等效平衡，各組分的物質(zhì)的量、含量、轉(zhuǎn)化率等完全相等；
而甲容器投入1molN₂、3molH₂，丙容器加入4molNH₃，采用極限轉(zhuǎn)化法丙相當(dāng)于加入2molN₂、6molH₂，丙中加入量是甲中的二倍，如果恒溫且丙容器容積是甲容器2倍，則甲容器與丙容器為等效平衡，所以丙所到達(dá)的平衡，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達(dá)平衡后，再壓縮體積為與甲容器體積相等所到達(dá)的平衡，由于該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，縮小容器體積，增大了壓強(qiáng)，平衡向著正向移動(dòng)，所以丙中氮?dú)狻�氫氣轉(zhuǎn)化率大于甲和乙的，
A、丙容器反應(yīng)物投入量4molNH₃，采用極限轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物為2molN₂、6molH₂，是甲中的二倍，若平衡不移動(dòng)，c₃=2c₁；丙相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向著正向移動(dòng)，所以丙中氨氣的濃度大于乙中氨氣濃度的二倍，即c₃＞2c₁，故A錯(cuò)誤；
B、甲投入1molN₂、3molH₂，乙中投入2molNH₃，則甲與乙是完全等效的，根據(jù)蓋斯定律可知，甲與乙的反應(yīng)的能量變化之和為92.4kJ，故a+b=92.4，故B正確；
C、丙容器反應(yīng)物投入量4molNH₃，是乙的二倍，若平衡不移動(dòng)，丙中壓強(qiáng)為乙的二倍；由于丙中相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向著向著正向移動(dòng)，所以丙中壓強(qiáng)減小，小于乙的2倍，即2p₂＞p₃，故C正確；
D、丙容器反應(yīng)物投入量4molNH₃，是乙的二倍，若平衡不移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率α₁+α₃=1；由于丙中相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向著向著正向移動(dòng)，氨氣的轉(zhuǎn)化率減小，所以轉(zhuǎn)化率α₁+α₃＜1，故D正確；
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡影響因素、等效平衡、化學(xué)平衡的計(jì)算，題目計(jì)算量較大，題目難度較大，關(guān)鍵是構(gòu)建平衡建立的等效途徑，試題側(cè)重對學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力的培養(yǎng)．