Question

【題目】合成氨的熱化學方程式為：N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g)；△H ＝ －92. 4 kJ/mol。現將1mol N2 (g)、3molH2 (g) 充入一容積為2 L的密閉容器中，在500℃下進行反應，第10min時達到平衡，NH3的體積分數為 ω，下列說法中正確的是：

A. 若達到平衡時，測得體系放出9. 24 kJ熱量，則H2反應速率變化曲線如圖a所示

B. 如圖b所示，容器Ⅰ和Ⅱ達到平衡時，NH3的體積分數為ω，則容器Ⅰ放出熱量與容器Ⅱ吸收熱量之和為92. 4kJ

C. 反應過程中，混合氣體平均相對分子質量為M，混合氣體密度為d，混合氣體壓強為P，三者關系如圖c

D. 若起始加入物料為1molN2、3molH2，在不同條件下達到平衡時，NH3的體積分數變化如圖d所示

Answer 1

【答案】B

【解析】A、反應開始速率相對較快，達平衡前反應速率相對較慢，所以反應速率應為由高到低，達到平衡時放出的熱量為9.24kJ，由熱化學方程式可知參加反應的氫氣的物質的量為0.3mol，10min內氫氣的平均速率為0.015mol/（Lmin），最低反應速率應小于0.015mol/（Lmin），A錯誤；B、恒溫恒容下，容器Ⅱ中按化學計量數轉化為N2、H2，可得N21mol、H23mol，容器Ⅰ、容器Ⅱ內為等效平衡，兩種途徑中達到平衡時，NH3的體積分數均為ω，平衡時容器內對應各物質物質的量相等，令平衡時容器內N2為nmol，則容器Ⅰ中放出的熱量為（1-n）mol×92.4kJ/mol=92.4（1-n）kJ，容器Ⅱ內吸收的熱量為nmol×92.4kJ/mol=92.4nkJ，容Ⅰ中放出的熱量與Ⅱ中吸收的熱量之和為92.4（1-n）kJ+92.4nkJ=92.4kJ，B正確；C、混合氣體的總質量不變，容器的體積不變，混合氣體的密度為定值；隨反應進行、混合氣體的物質的量減小，混合氣體的平均相對分子質量增大、混合氣體的壓強降低，C錯誤；D、起始加入的物料均為1molN2、3molH2，在不同條件下達到平衡時，比較500℃、2L與500℃、1L，體積小壓強大，反應速率快，達到平衡時間短，平衡向正反應移動，平衡時NH3的體積分數相對較大；比較500℃、2L與400℃、2L，溫度增大，反應速率快，達到平衡時間短，平衡向逆反應移動，平衡時NH3的體積分數相對較小，D錯誤，答案選B。