Question

1．現(xiàn)有容積均為500mL的甲、乙兩個密閉容器（甲容器恒溫恒容，乙容器恒容絕熱），500℃時向兩容器中分別充入1mol N₂和2.5mol H₂，發(fā)生反應：N₂+3H₂═2NH₃△H＜0并達到平衡．下列有關(guān)說法不正確的是（　�。�

• A． 達平衡后，甲、乙兩容器中氣體的密度相同
• B． 甲容器中反應達平衡所需時間比乙容器中的長
• C． 達平衡后，甲容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量比乙容器中的大
• D． 平衡時甲容器中c（N₂）=1 mol/L，若再充入1.5 mol N₂和1 mol NH₃，H₂的轉(zhuǎn)化率變大

Answer 1

分析 反應N₂+3H₂?2NH₃△H＜0為氣體體積減小的放熱反應，
A、由于該反應是在容器體積不變的條件下進行的，反應過程中氣體質(zhì)量守恒平衡，據(jù)此判斷；
B、甲容器恒溫恒容，乙容器恒容絕熱，由于該反應放熱，所以乙容器的溫度高于甲容器，所以乙容器反應速率較快；
C、甲容器恒溫恒容，乙容器恒容絕熱，由于該反應放熱，所以乙容器的溫度高于甲容器，乙容器中反應正向進行的程度小于甲容器，所以氣體的物質(zhì)的量乙容器小于甲容器；
D、平衡時甲容器中c（N₂）=1 mol/L，據(jù)此可計算出平衡常數(shù)，再充入1.5 mol N₂和1 mol NH₃，根據(jù)平衡常數(shù)與濃度商比較H₂的轉(zhuǎn)化率，據(jù)此判斷．

解答 解：反應N₂+3H₂?2NH₃△H＜0為氣體體積減小的放熱反應，
A、由于該反應是在容器體積不變的條件下進行的，反應過程中氣體質(zhì)量守恒平衡，所以達平衡后，甲、乙兩容器中氣體的密度相同，故A正確；
B、甲容器恒溫恒容，乙容器恒容絕熱，由于該反應放熱，所以乙容器的溫度高于甲容器，所以乙容器反應速率較快，所以甲容器中反應達平衡所需時間比乙容器中的長，故B正確；
C、甲容器恒溫恒容，乙容器恒容絕熱，由于該反應放熱，所以乙容器的溫度高于甲容器，乙容器中反應正向進行的程度小于甲容器，所以氣體的物質(zhì)的量乙容器小于甲容器，而氣體質(zhì)量守恒，所以甲容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量比乙容器中的大，故C正確；
D、500mL容器分別充入1mol N₂和2.5mol H₂，則N₂和H₂的濃度為2mol/L、5mol/L，平衡時甲容器中c（N₂）=1 mol/L，根據(jù)反應利用三段式分析：
              N₂ +3H₂ ?2NH₃
起始（mol/L）  2     5       0   
轉(zhuǎn)化（mol/L）  1     3       2
平衡（mol/L）  1     2       2
所以K=$\frac{{2}^{2}}{{2}^{3}×1}$=$\frac{1}{2}$，
當充入1.5 mol N₂和1 mol NH₃時，此時N₂和NH₃的濃度分別為3.5mol/L、4mol/L，則濃度商Qc=$\frac{{4}^{2}}{3.5×{2}^{3}}$=$\frac{4}{7}$$＞\frac{1}{2}$，所以此時反應逆向移動，則H₂的轉(zhuǎn)化率下降，故D錯誤；
故選D．

點評 本題考查了平衡移動的相關(guān)知識、反應容器中氣體密度變化、平衡常數(shù)的應用等，題目難度中等．