Question

把N₂和H₂按1：1（物質的量之比）混合均勻后分成四等份，分別充入A、B、C、D四個裝有鐵觸媒的真空密閉容器中（容積不變），在保持相同溫度的條件下，四個容器相繼達到化學平衡狀態(tài)，分析下表數(shù)據(jù)，回答下列問題：

容器代號	A	B	C	D
平衡時混合物平均式量			16	17
平衡時N2的轉化率	20%
平衡時H2的轉化率		30%

（1）平衡時，

 

容器中NH₃所占的比例最大．
（2）達到平衡時反應速率最小的容器是

 

．
（3）四個容器的壓強自小到大的排列次序是

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：由于在相同溫度的條件下，4個容器中裝入等物質的量的N₂和H₂，而達到平衡狀態(tài)時N₂的轉化率以及混合體系的平均相對分子質量不同，則說明A、B、C、D四個容器的大小不同．又因合成氨反應是氣體分子總數(shù)縮小的反應，故容器的容積越小的，該體系內壓強越大，反應向正反應方向進行的程度大，故α（N₂）和α（H₂）越大，平衡混合氣體NH₃的含量越大，則平均相對分子質量越大，令四個容器內的N₂和H₂均為1 mol，利用三段式計算平衡時甲、乙容器內各組分的物質的量，進而計算平均相對分子質量，
（1）平均相對分子質量越大，容器中NH₃所占的比例最大；
（2）容器體積越小，壓強越大，平衡時的反應速率越大，壓強越大平衡時平均相對分子質量越大；
（3）壓強越大，反應向正反應方向進行的程度大，物質的轉化率大，則平均相對分子質量越大．

解答： 解析：設四個容器內的N₂和H₂均為1 mol
對A容器：N₂+3H₂?2NH₃
起始（mol）：1    1     0
變化（mol）：0.2  0.6   0.4
平衡（mol）：0.8  0.4   0.4
則平均相對分子質量為

1×28+1×2

0.8+0.4+0.4

=18.75，
對于B容器：N₂+3H₂?2NH₃
起始（mol）：1    1     0
變化（mol）：0.1  0.3   0.2
平衡（mol）：0.9  0.7   0.2
則平均相對分子質量為

1×28+1×2

0.9+0.7+0.2

=16.67
故平均相對分子質量M：A中為18.75、B中為16.67、C中為16、D中為17，
（1）由上述分析可知，A中平均相對分子質量M最大，則含NH₃的物質的量分數(shù)最大，
故答案為：A；
（2）由上述分析可知，C中平均相對分子質量M最小，故C中壓強最小，反應速率最小，
故答案為：C；
（3）由上述分析可知，平均相對分子質量A＞D＞B＞C，故壓強C＜B＜D＜A，
故答案為：C＜B＜D＜A．

點評：考查化學平衡的有關計算，解題的關鍵是根據(jù)平衡移動判斷平均相對分子質量或物質的轉化率越大壓強越大，難度較大．