Question

已知N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol．在一恒溫恒壓的密閉容器里充入2mol N₂和8mol H₂達到平衡時生成1mol NH₃．現在相同條件下的同一容器中充入xmol N₂，ymol H₂和2mol NH₃，達到平衡時，NH₃的質量分數與原來相同，且放出熱量46.2kJ．則x、y的值為（　　）

A．1.5，6.5

B．2，8

C．5，21

D．3，13

Answer 1

分析：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始2         8         0
相同條件下的同一容器中充入xmol N₂，ymol H₂和2mol NH₃，達到平衡時，NH₃的質量分數與原來相同，且放出熱量46.2kJ，
則二者為等效平衡，所以
   N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始x        y        2
等效x+1      y+3
則

x+1

y+3

=

2mol

8mol

，以此來解答．

解答：解：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始2         8         0
轉化0.5       1.5       1
平衡1.5       6.5       1
氮氣的轉化率為

0.5mol

2mol

×100%=25%，放出熱量為46.2kJ；
相同條件下的同一容器中充入xmol N₂，ymol H₂和2mol NH₃，達到平衡時，NH₃的質量分數與原來相同，且放出熱量46.2kJ，
則二者為等效平衡，所以
   N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始x        y        2
等效x+1      y+3
則

x+1

y+3

=

2mol

8mol

=

1

4

，
解得4x+1=y，
A.4×1.5+1≠6.5，故A錯誤；
B.4×2+1≠8，故B錯誤；
C.5×4+1=21，由放出的熱量設氮氣轉化nmol，則92.4n-92.4=46.2，所以n=1.5mol，氮氣的轉化率為25%，故C正確；
D.3×4+1=13，由放出的熱量設氮氣轉化nmol，則92.4n-92.4=46.2，所以n=1.5mol，氮氣的轉化率為37.5%，故D錯誤；
故選C．

點評：本題考查化學平衡的計算，題目難度較大，注意利用等效平衡及化學平衡的三段法計算來解答，明確氮氣的轉化率及反應放出的熱量是解答的關鍵，易錯選D．