Question

在一定溫度下，把2體積N₂和6體積H₂通入一個帶活塞的體積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通（如圖9-14）。容器中發(fā)生以下反應：N₂+3H₂2NH₃；ΔH＜0。若反應達平衡后，測得混合氣體為7體積。據此完成下列問題：?

圖9-14

（1）保持上述反應溫度不變，設a、b、c分別代表起始加入的N₂、H₂和NH₃的體積。如果反應達平衡后混合氣體中各物質的百分含量仍與上述平衡時完全相同，那么：?

①若a=1、c=2，則b=　　　　　。在此情況下，反應起始時將向　　　　　（填“正”或“逆”）方向進行。?

②若需規(guī)定起始時反應向逆方向進行，則c的范圍是?　　　　　?。?

（2）在上述裝置中，若需控制平衡后，混合氣體為6.5體積，則可采取的措施是　　　　　，其原因是　　　　　。?

Answer 1

（1）①3　逆　②1＜c≤4?

(2)降低溫度　反應向放熱（正）反應方向進行，氣體體積縮小?

解析：（1）①在同溫、同壓下，當起始時N₂為1體積，NH₃為2體積時，為保持與原平衡狀態(tài)完全相同，可將2體積NH₃當作完全分解成1體積N₂和3體積H₂。因為原來已有1體積N₂，此時共有2體積N₂。為使H₂達到6體積，原來應有3體積H₂。即b=3。由于現在平衡與原平衡全等，對比原平衡的平衡C的量可知：當a=1,b=3、c=2時，起始時v(逆)＞v（正），反應向逆反應方向進行。??

②若規(guī)定起始時反應向逆方向進行，可將2體積N₂和6體積H₂當作完全化合成4體積NH₃，即只有4體積NH₃時，起始時只有逆反應發(fā)生且反應速率最快；若2體積N₂和6體積H₂反應生成NH₃的反應已達到平衡，在此過程中，v(逆)由最小逐漸增大到與v(正)相等。要使起始時反應向逆反應方向進行，c（NH₃）必大于c(NH₃)。設消耗N₂為x體積，則：?

　　　　N₂　+　3H₂2NH₃?

起始       2            6             0?

平衡      2-x        6-3x         2x?

依題意：（2-x）+(6-3x)+2x=7，解得：x=0.5，即c(NH₃)=2×0.5＝1?

可知c的范圍是1～4之間。?

（2）原平衡時混合氣體為7體積，現要減小為6.5體積，即要使反應向正（放熱）方向進行，為此可在壓強一定時降低反應的溫度。