Question

已知：3CH₄(g) + 2N₂(g)3C(s) + 4NH₃(g)  ΔH＞0，在700℃，CH₄與N₂在不同物質的量之比[n(CH₄)/n(N₂)]時CH₄的平衡轉化率如下圖所示：

下列說法正確的是

A．n(CH4)/n(N2)越大，CH4的轉化率越高

B．n(CH4)/n(N2)不變時，若升溫，NH3的體積分數會增大

C．b點對應的平衡常數比a點的大

D．a點對應的NH3的體積分數約為26%

Answer 1

B

試題分析：A.當n(CH₄)不變時，增大n(N₂)，即n(CH₄)/n(N₂)越大，c(N₂)增大，平衡正向移動，CH₄轉化率增大；錯誤。B. n(CH₄)/n(N₂)不變時，由于該反應的正反應是吸熱反應，所以若升溫，平衡正向移動，NH₃的體積分數會增大。正確。C. b點與a點對應的都是在700℃不同的n(CH₄)/n(N₂)時的CH₄的轉化率。由于化學平衡常數只與溫度有關，而與其它條件無關，所以這兩點的平衡常數相同。錯誤。D. 在a點，假設n(N₂)=1mol,由于n(CH₄)/n(N₂)=0.75，則n(CH₄)= 0.75mol.甲烷的平衡轉化率為22%，反應的甲烷的物質的量為0.75mol×22%=0.165mol,還含有甲烷的物質的量為n(CH₄)(平衡)=" 0.75mol-" 0.165mol ="0." 585mol,產生的氨氣的物質的量為4/3×0.165mol=0.22mol,反應的n(N₂)=2/3×n(CH₄)=" 2/3×0.165mol" =0.11mol；剩余的N₂的物質的量為1-0.11=0.89mol.所以平衡時NH₃的體積分數="0.22mol÷(0." 585 +0.89 +0.22) mol×100%=13%。錯誤。