Question

把N₂和H₂按1∶1物質(zhì)的量之比混合均勻，分成四等份，分別同時(shí)充入A、B、C、D四個(gè)裝有催化劑的真空容器中（容積固定），在相同溫度下四個(gè)容器中的合成NH₃反應(yīng)相繼達(dá)到平衡狀態(tài)，分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后回答問(wèn)題：

容器	A	B	C	D
平衡時(shí)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量			16	17
平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率	20%
平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率		30%

（1）都達(dá)到平衡時(shí)，____________容器中NH₃的物質(zhì)的量所占的比例最大。

（2）四個(gè)容器容積由小到大的排列次序是____________。

（3）達(dá)到平衡時(shí)所需時(shí)間最長(zhǎng)的容器是____________。

Answer 1

（1）A  （2）A＜D＜B＜C  （3）C

解析：（1）設(shè)四個(gè)容器內(nèi)的N₂和H₂均為1 mol。

在A容器中                 N₂+3H₂2NH₃

起始物質(zhì)的量/mol     1       1               0

變化物質(zhì)的量/mol     0.2    0.6          0.4

平衡物質(zhì)的量/mol     0.8    0.4          0.4

則平均相對(duì)分子質(zhì)量

M（A）==18.75

H₂的轉(zhuǎn)化率  ×100%=60%

在B容器中        N₂+3H₂2NH₃

起始/mol          1      1              0

變化/mol          0.1  0.3           0.2

平衡/mol          0.9  0.7           0.2

混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量M（B）==16.67

    N₂的轉(zhuǎn)化率  ×100%=10%。即在A、B容器中

        M           α(N₂)      α(H₂)

A中   18.75     20%       60%

B中   16.67     10%       30%

由上可見(jiàn)：α(N₂)和α(H₂)越大，平衡混合氣體NH₃的含量越大，則M越大；而A中M最大，則含NH₃的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大。

（2）反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，四容器中n(N₂)和n(H₂)相同，反應(yīng)溫度也相同，但轉(zhuǎn)化率不同，說(shuō)明四容器的容積不同，體積小的，濃度大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率高，M也越大，所以容積為A＜D＜B＜C。

（3）容器體積越大，起始濃度越小，則反應(yīng)速率越慢，達(dá)到平衡需時(shí)間越長(zhǎng)，選C。