问题 填空题

图中,P为可自由滑动的活塞,关闭K,V(A)=aL,V(B)=0.8aL(连通管的体积忽略不计).在相同温度和有催化剂存在的条件下,分别向容器A、B中各充入1molN2和3molH2,发生反应N2(g)+3H2(g) 

 2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol.达到平衡后,V(B)=0.6aL.

(1)B中N2的转化率是______.A中N2的转化率______(填“大于”、“等于”或“小于”)B中N2的转化率.理由是______.

(2)打开K,一段时间后反应再次达到平衡,则B的体积为______.请说明理由?

(3)A反应达到平衡时,放出akJ的热量,若向A中充入2molNH3,在相同条件下达到平衡时吸收热量为bkJ,则a和b的关系是______.

(4)B中反应达到平衡后,只改变下列条件,c(NH3)不改变的是______(填序号).

A.升高温度                     

B.向容器充入1molAr(g)

C.向容器中充入2molNH3    

D.选用效果更好的催化剂.

答案

(1)B为恒温恒压,反应前后体积之比等于物质的量之比,令平衡后B中混合气体的物质的量为n,则:

0.8aL:0.6aL=4mol:n,解答n=3mol,

       N2(g)+3H2(g) 

 2NH3(g);

开始:1mol       3mol                0mol

转化:xmol       3xmol               2xmol

平衡:(1-x)mol   (3-3x)mol         2xmol

所以:(1-x)mol+(3-3x)mol+2xmol=3mol,

解得x=0.5,

N2的转化率为

0.5mol
1mol
×100%=50%;

A容积不变,而B容积缩小,所以A中容器压强小于B中压强,平衡向逆反应方向移动,N2的转化率小于B中N2的转化率.

故答案为:50%;小于;A容积不变,而B容积缩小,所以A中容器压强小于B中压强,平衡向逆反应方向移动;

(2)打开K达到的平衡,可等效为开始打开K达到的平衡,与原B中平衡等效,氮气的转化率相同,氮气物质的量变为2mol,NH3的物质的量为原B中2倍,平衡体系的组成与原B容器中相同,平衡时各组分的含量不变,此时容器内混合气体的物质的量为原B中2倍,体积之比等于物质的量之比,容器的总体积为原B平衡时体积的2倍,即1.2aL,故此时B的体积1.2aL-aL=0.2aL,故答案为:0.2aL   打开K达到平衡时,平衡体系的组成与原B容器中相同,此时容器的总体积为原B平衡时体积的2倍,即1.2aL,故B的体积0.2aL;   

(3)向A中充入2molNH3与向容器A中充入1molN2和3molH2为等效平衡,到达平衡时各组分的量对应相等,令平衡时氮气的物质的量为ymol,

向容器A中充入1molN2和3molH2,平衡时参加反应的氮气为(1-y)mol,根据N2(g)+3H2(g) 

 2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol,可知放出的热量为(1-y)mol×92.4kJ/mol=92.4(1-y)kJ,即a=92.4(1-y),

向A中充入2molNH3,到达平衡时,生成氮气ymol,根据N2(g)+3H2(g) 

 2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol,可知吸收的热量为ymol×92.4kJ/mol=92.4ykJ,即b=92.4y.所以a+b=92.4(1-y)+92.4y=92.4,故答案为:a+b=92.4;  

(4)A.升高温度,平衡向吸热方向移动,即向逆反应,c(NH3)减小,故A错误;            

B.向容器充入1molAr(g),体积增大,等效为减小压强,平衡向逆反应移动,c(NH3)减小,故B错误;

C.向容器中充入2molNH3,与原平衡等效,c(NH3)不变,故C正确;

D.选用效果更好的催化剂,平衡状态不移动,c(NH3)不变,故D正确.

故选:CD.

单项选择题 A1/A2型题
问答题 简答题