Question

恒溫、恒壓下，在一個(gè)容積可變的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
（1）若開(kāi)始時(shí)放入1mol N₂和3molH₂，達(dá)到平衡后，生成a mol NH₃，這時(shí)N₂的物質(zhì)的量為

 

mol；
（2）若開(kāi)始時(shí)無(wú)NH₃，只放入N₂和H₂，達(dá)到平衡時(shí)生成NH₃的物質(zhì)的量為3a mol，則開(kāi)始時(shí)放入N₂和H₂的物質(zhì)的量分別為

 

mol和

 

mol；
（3）若開(kāi)始時(shí)放入x mol N₂、6molH₂和2molNH₃，達(dá)到平衡后，N₂和NH₃的物質(zhì)的量分別為y mol和3a mol，則x=

 

，y=

 

，平衡時(shí)H₂的物質(zhì)的量

 

（選填一個(gè)編號(hào)）作，出判斷的理由是

 

；
A．大于6mol   B．等于6mol   C．小于6mol   D．可能大于、小于或等于6mol
（4）若在（3）的平衡混合物中，再加入6molNH₃，再次達(dá)到平衡后，NH₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：先利用達(dá)平衡后，生成amolNH₃，計(jì)算參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量，可計(jì)算出平衡時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量；根據(jù)溫度不變，利用極限轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物的物質(zhì)的量與起始量的關(guān)系及平衡時(shí)NH₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都相同來(lái)計(jì)算．

解答： 解：（1）設(shè)生成amolmolNH₃轉(zhuǎn)化的N₂的物質(zhì)的量為y，則
N₂+3H₂ 2NH₃，
1               2
y               amol     

1

y

=

2

a

，y=

a

2

mol，
則平衡時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為1mol-

a

2

mol=

2-a

2

mol，
故答案為：

2-a

2

；
（2）又在恒溫恒壓條件1molN₂與3molH₂的混合氣體通入一個(gè)容積可變的容器中發(fā)生反應(yīng)，達(dá)平衡后，生成a molNH₃，
則只通入N₂與H₂，達(dá)平衡時(shí)生成3amolNH₃，則開(kāi)始時(shí)應(yīng)通入N₂3mol，且平衡時(shí)NH₃ 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與前者相同，
及極限轉(zhuǎn)化后起始的量與原起始量成正比，故H₂的物質(zhì)的量為3mol×3=9mol，故答案為：3；9；
（3）若開(kāi)始時(shí)通入x molN₂﹑6molH₂和2molNH₃，將2molNH₃極限轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則相當(dāng)于開(kāi)始加入（x+1）molN₂﹑（6+3）molH₂，
達(dá)平衡后，NH₃的物質(zhì)的量3amol，
則（x+1）mol：（6+3）mol=1：3，解得x=2mol，
由恒溫恒壓條件，兩種情況中起始的反應(yīng)物的物質(zhì)的量成正比，則平衡時(shí)各物質(zhì)的含量成正比，
則1molN₂與3molH₂的混合氣體通入發(fā)生反應(yīng)時(shí)平衡時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為

2-a

2

mol，
故開(kāi)始時(shí)通入2molN₂﹑6molH₂和2molNH₃的混合氣體通入發(fā)生反應(yīng)時(shí)平衡時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為

2-a

2

mol×3=

6-3a

2

mol，
由x=2得開(kāi)始時(shí)通入2 molN₂﹑6molH₂和2molNH₃，平衡時(shí)NH₃的物質(zhì)的量3a，則無(wú)法判斷氨氣開(kāi)始的2mol與平衡時(shí)的3amol誰(shuí)大，故不知道平衡到底向什么方向移動(dòng)，所以應(yīng)選D；
故答案為：2；

6-3a

2

；D；無(wú)法判斷氨氣開(kāi)始的2mol與平衡時(shí)的3amol誰(shuí)大；
（4）若在（3）的平衡混合物中，再加入6molNH₃，相當(dāng)于成比例增大反應(yīng)物，恒溫、恒壓下等效，故再次達(dá)到平衡后NH₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與原平衡相同，即NH₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

17ag

28g+6g

×100%=50a%，故答案：50a%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的建立過(guò)程，注意等效平衡知識(shí)的理解及應(yīng)用，本題難度中等．