Question

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

 

mol；
（2）若開始時無NH₃，只放入N₂和H₂，達到平衡時生成NH₃的物質的量為3a mol，則開始時放入N₂和H₂的物質的量分別為

 

mol和

 

mol；
（3）若開始時放入x mol N₂、6molH₂和2molNH₃，達到平衡后，N₂和NH₃的物質的量分別為y mol和3a mol，則x=

 

，y=

 

，平衡時H₂的物質的量

 

（選填一個編號）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，再次達到平衡后，NH₃的質量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：先利用達平衡后，生成amolNH₃，計算參加反應的物質的物質的量，可計算出平衡時氮氣的物質的量；根據(jù)溫度不變，利用極限轉化為反應物的物質的量與起始量的關系及平衡時NH₃的質量分數(shù)都相同來計算．

解答： 解：（1）設生成amolmolNH₃轉化的N₂的物質的量為y，則
N₂+3H₂ 2NH₃，
1               2
y               amol     

1

y

=

2

a

，y=

a

2

mol，
則平衡時氮氣的物質的量為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容積可變的容器中發(fā)生反應，達平衡后，生成a molNH₃，
則只通入N₂與H₂，達平衡時生成3amolNH₃，則開始時應通入N₂3mol，且平衡時NH₃ 的質量分數(shù)與前者相同，
及極限轉化后起始的量與原起始量成正比，故H₂的物質的量為3mol×3=9mol，故答案為：3；9；
（3）若開始時通入x molN₂﹑6molH₂和2molNH₃，將2molNH₃極限轉化為反應物，則相當于開始加入（x+1）molN₂﹑（6+3）molH₂，
達平衡后，NH₃的物質的量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物的物質的量成正比，則平衡時各物質的含量成正比，
則1molN₂與3molH₂的混合氣體通入發(fā)生反應時平衡時氮氣的物質的量為

2-a

2

mol，
故開始時通入2molN₂﹑6molH₂和2molNH₃的混合氣體通入發(fā)生反應時平衡時氮氣的物質的量為

2-a

2

mol×3=

6-3a

2

mol，
由x=2得開始時通入2 molN₂﹑6molH₂和2molNH₃，平衡時NH₃的物質的量3a，則無法判斷氨氣開始的2mol與平衡時的3amol誰大，故不知道平衡到底向什么方向移動，所以應選D；
故答案為：2；

6-3a

2

；D；無法判斷氨氣開始的2mol與平衡時的3amol誰大；
（4）若在（3）的平衡混合物中，再加入6molNH₃，相當于成比例增大反應物，恒溫、恒壓下等效，故再次達到平衡后NH₃的質量分數(shù)與原平衡相同，即NH₃的質量分數(shù)=

17ag

28g+6g

×100%=50a%，故答案：50a%．

點評：本題考查了化學平衡的建立過程，注意等效平衡知識的理解及應用，本題難度中等．