Question

已知:可逆反应N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H<0。现有甲、乙两个容积相同且不变的真空密闭容器，向甲容器中加入1molN₂（g）和3molH₂（g），在一定条件下发生反应，达到平衡时放出热量为Q₁kJ。在相同条件下，向乙容器中加入2molNH₃（g）并发生反应，达到平衡时吸收热量为Q₂kJ，若Q₁=3Q₂。下列叙述中正确的是

A.达平衡时甲中NH₃的体积分数为75%

B.达平衡时甲、乙中NH₃的体积分数乙>甲

C.达到平衡后，再向乙中加入0.25molN₂（g）、0.75molH₂（g）和1.5molNH₃（g），平衡向生成NH₃的方向移动

D.乙中反应的热化学方程式为2NH₃（g）N₂（g）+3H₂（g）;△H=+Q₂kJ/mol

Answer

C

【解析】

试题分析：A、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，对于同一可逆反应，相同条件下，正反应的反应热与逆反应的反应热，数值相等，符号相反．N2和H2完全反应时放热Q，则NH3完全分解时吸热也是Q。假设甲容器中的参加反应的氮气的物质的量为xmol，所以：

对于甲容器：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=-QkJ/mol

起始（mol）： 1 3 0

变化（mol）： x 3x 2x

平衡（mol）： 1-x 3-3x 2x

所以Q1=xQkJ，乙容器反应混合物各组分的物质的量也是为N2（1-x ）mol、H2（3-3x ）mol、NH32xmol，所以分解的NH3的物质的量为（2-2x）mol。对于乙容器：2NH3（g）⇌N2（g）+3H2（g）△H=+QkJ/mol，故吸收的热量Q2=×QkJ=（1-x）QkJ，所以3（1-x）Q=xQ，解得x=0.75，所以NH3的体积分数为×100%=30%，故A错误；B、甲乙容器中达到的平衡是相同平衡，所以氨气的体积分数相同，故B错误；C、依据A分析计算得到平衡物质的量N2为0.25mol，H2为0.75mol，NH3为1.5mol，再向乙中加入0.25mol N2（g）、0.75mol H2（g）和1.5mol NH3（g），相当于增大压强，平衡正向进行，故C正确；D、反应是可逆反应，乙中反应的热化学方程式为2NH3（g）⇌N2（g）+3H2（g）△H＞+Q2kJ/mol，故D错误；故选C。

考点：考查了化学平衡的分析判断的相关知识。