Question

在容积均为500ml的I、II、III三个密闭容器中分别充入l molN₂和2.5 molH₂，三个容器的反应温度分别为T₁、T₂、T₃且恒定不变，在其他条件相同的情况下发生反应N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(△H<0)。实验测得反应均进行到t min时N₂的体积分数如图所示。下列说法正确的是

A．当v(H₂)=3v(N₂)时，可以说明三个容器中的反应达平衡状态

B．在t min时，一定达化学平衡状态的是Ⅱ和Ⅲ

C．在t min时，测得c(N₂)=1mol/L；若在向III中充入1.5molN₂和1molNH₃，H₂的转化率不变

D．三个容器中的反应均达到平衡后，容器I中混合气体的平均相对分子质量最小

Answer

C

【解析】

试题分析：A、若为一个表示正反应速率、另一个表示逆反应速率，反应到达平衡，若为同方向速率，选项A中关系式在任何情况下都成立，不能说明到达平衡，没有指明H2和N2的正逆反应速率，不能说明反应达到了平衡状态，故A错误；B、由于不能确定容器II中氮气是否达到最小值，因此不能确定II是否达到平衡状态，若未达平衡，温度越高反应速率越快，相同时间内氮气的含量越低，tmin时，氮气的含量Ⅲ比Ⅱ高，故Ⅲ到达平衡，故B错误；C、【解析】
在一定温度和有催化剂存在的条件下，将1molN2和2.5molH2放入500mL密闭容器中，Ⅲ达到平衡，平衡后N2的浓度为1mol/L，则：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

开始(mol/L)：2 5 0

变化(mol/L)：1 3 2

平衡(mol/L)：1 2 2

②K==0.5，保持温度不变，再向容器中同时充入1.5mol氮气和1mol氨气，则此时N2的浓度=1mol/L+=4mol/L，NH3的浓度=2mol/L+=4mol/L，故浓度幂Qc==0.5=K，则平衡不移动，H2的转化率将不变，故C正确；D、由质量守恒定律知，总质量不变，该反应为体积缩小的反应，Ⅲ中N2的含量最大，故总物质的量最大，故Ⅲ平均相对分子质量最小，故D错误；故选C。

考点：考查了化学平衡的移动、平衡常数的计算和浓度熵的关系的相关知识。