Question

已知：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)；△H＝－Q kJ·mol^－1（Q＞0）。现有甲乙两个相同的密闭容器，向甲容器中充入1mol N₂(g)和3mol H₂(g)，在一定条件下达到平衡时放出的热量为Q₁ kJ；在相同条件下向乙容器中充入2mol NH₃(g)，达到平衡时吸收的热量为Q₂ kJ。已知Q₂＝3Q₁，下列叙述中正确的是: (　 　)

A．Q₁＝Q

B．达到平衡时，甲容器中H₂的转化率为25％

C．平衡时甲容器中气体的压强为开始时压强的

D．平衡时甲容器中NH₃(g)的体积分数比乙容器中的小

Answer

B

【解析】

试题分析：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，即三种气体的浓度完全相同。N2和H2完全反应时放热Q，则NH3完全分解时吸热也是Q。假设甲容器中的转化率为x，则放热Q×x＝Q1；假设乙容器中的转化率为y，则Q×y＝Q2。又因为Q2=3Q1，所以Q×y＝3Q×x，即y＝3x。甲乙两个体系的平衡状态是一样的，所以

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

甲起始量（mol）  1       3            0

甲转化量（mol）  x        3x           2x

甲平衡量（mol） 1－x    3－3x         2x

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

乙起始量（mol）  0       0            2

乙转化量（mol）  y        3y           2y

乙平衡量（mol） y        3y         2－2y

对于N2，有1－x＝y

即x＋y＝1（对其余两种气体也一样）

又y＝3x

所以x＝25%

则平衡时气体的总物质的量为1－0.25＋3－0.75＋0.5＝3.5

根据压强之比等于物质的量之比可知

平衡时甲容器中气体的压强为开始时压强的

所以B正确，C不正确。根据以上分析可知，Q×x＝Q1，即Q1＝0.25Q，所以A不正确；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，平衡时甲容器中NH3（g）的体积分数与乙容器中的相等，所以选项D不正确，答案选B。

考点：考查化学平衡的计算