Question

【題目】可逆反應(yīng)N2+3H22NH3是一個(gè)放熱反應(yīng)。有甲、乙兩個(gè)完全相同的容器，向甲容器中加入1molN2和3molH2，在一定條件下，達(dá)平衡時(shí)放出的熱量為Q1；在相同條件下，向乙容器加入2molNH3，達(dá)平衡時(shí)，吸收的熱量為Q2．已知Q2=4Q1，則甲容器中H2的轉(zhuǎn)化率為

A. 80% B. 25% C. 75% D. 20%

Answer 1

【答案】D

【解析】由于1molN2和3molH2完全反應(yīng)可以生成2molNH3，所以甲乙兩個(gè)體系的平衡狀態(tài)是一樣的，即三種氣體的濃度完全相同，對(duì)于同一可逆反應(yīng)，相同條件下，正反應(yīng)的反應(yīng)熱與逆反應(yīng)的反應(yīng)熱，數(shù)值相等，符號(hào)相反。N2和H2完全反應(yīng)時(shí)放熱Q，則NH3完全分解時(shí)吸熱也是Q。假設(shè)甲容器中的參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為xmol，所以：

對(duì)于甲容器：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-QkJ/mol
起始（mol）：1 3 0
變化（mol）：x 3x 2x
平衡（mol）：1-x 3-3x 2x
所以Q1=xQkJ，
乙容器反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量也是為N2（1-x ）mol、H2（3-3x ）mol、NH32xmol，所以分解的NH3的物質(zhì)的量為（2-2x）mol，
對(duì)于乙容器：2NH3（g）N2（g）+3H2（g）△H=+QkJ/mol，故吸收的熱量Q2=(2-2x)/2kJ=（1-x）kJ，所以，（1-x）=4x，解得x=0.2，所以H2的轉(zhuǎn)化率為0.2mol×3/3mol=20%，故選D.