Question

19．已知合成氨反应N₂（g）+3H₂?NH₃（g）△H＜0，当反应器中按n（N₂）：n（H₂）=1：3投料后，在不同温度下，反应达到平衡时，得到混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线a、b、c如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 曲线a对应的反应温度最高
• B． 上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K（M）=K（Q）＜K（N）
• C． 相同压强下，投料相同，达到平衡所需时间关系为c＞b＞a
• D． N点时c（NH₃）=0.2 mol/L，则N点的c（N₂）：c（NH₃）=1：1

Answer 1

分析 A、正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，氨气的含量减小；
B、K只受温度影响，温度不变平衡常数不变，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；
C、相同压强下，投料相同，温度越高反应速率越快，达到平衡消耗时间越短；
D、N点时氨的物质的量的分数为20%，利用三段式，设N₂转化率是b，N₂的起始浓度为a，
根据反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始    a       3a         0
转化    ab       3ab       2ab
平衡   a-ab      3a-3ab      2ab
根据题意有$\left\{\begin{array}{l}{\frac{2ab}{a-ab+3a-3ab+2ab}=20%}\\{2ab=0.2mol•{L}^{-1}}\end{array}\right.$，所以a=0.3mol•L^-1，b=$\frac{1}{3}$，由此分析解答．

解答 解：A、正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，氨气的含量减小，而a点氨的体积分数最大，所以曲线a对应的反应温度最低，故A错误；
B、K只受温度影响，温度不变平衡常数不变，所以K（M）=K（Q），正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，Q点的温度低于N，所以K（Q）＞K（N），故B错误；
C、相同压强下，投料相同，温度越高反应速率越快，达到平衡消耗时间越短，cba的温度依次降低，所以达到平衡消耗时间关系为a＞b＞c，故C错误；
D、N点时氨的物质的量的分数为20%，利用三段式，设N₂转化率是b，N₂的起始浓度为a，
根据反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始    a       3a         0
转化    ab       3ab       2ab
平衡   a-ab      3a-3ab      2ab
根据题意有$\left\{\begin{array}{l}{\frac{2ab}{a-ab+3a-3ab+2ab}=20%}\\{2ab=0.2mol•{L}^{-1}}\end{array}\right.$，所以a=0.3mol•L^-1，b=$\frac{1}{3}$，则N点的c（N₂）：c（NH₃）=（0.3-0.3×$\frac{1}{3}$）：2×0.3×$\frac{1}{3}$=0.2：0.2=1：1，故D正确；
故选：D．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，注意利用三段式进行化学平衡的计算，明确反应速率的概念及计算方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．