Question

在恒溫壓和使用催化劑的條件下，已知：在容積可變的密閉容器中，充入1L含3molH₂和1mol N₂的混合氣體，反應(yīng)達到平衡時有amol NH₃生成，N₂的轉(zhuǎn)化率為b%．
（1）若在恒溫、恒壓和使用催化劑的條件下，在體積可變的密閉容器中充入xmol H₂和y mol N₂，反應(yīng)達到平衡時有3amol NH₃生成，N₂的轉(zhuǎn)化率仍為b%，則x=

 

，y=

 

．
（2）在恒恒溫、恒壓和使用催化劑的條件下，設(shè)在體積可變的密閉容器中充入xmol H₂、ymol N₂和zmol NH₃，若達到平衡是時N₂的轉(zhuǎn)化率仍為b%，則x、y的關(guān)系為

 

，z的取值范圍

 

．
（3）在恒溫（與（1）溫度相同）和使用催化劑的條件下，在容積不變的密閉容器中，充入1L含3mol H₂和1mol N₂的混合氣體，反應(yīng)達平衡時N₂的轉(zhuǎn)化率為c%，則b、c的大小關(guān)系是

 

，理由是

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡建立的過程

專題：化學平衡專題

分析：（1）恒溫恒壓條件下，只要加入的起始的反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比相同，就屬于等效平衡，根據(jù)等效平衡知識計算出x、y；
（2）根據(jù)恒溫恒壓下的等效平衡分析x、y的關(guān)系及z的取值范圍；
（3）根據(jù)在恒溫恒容條件下，反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），從起始到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)的氣體總物質(zhì)的量減小，則壓強減小分析．

解答： 解：（1）在恒溫恒壓下，由于氮氣的轉(zhuǎn)化率相同，該反應(yīng)與原反應(yīng)為等效平衡，由于反應(yīng)達到平衡時有3amol NH₃生成，說明加入的反應(yīng)物的物質(zhì)的量是原反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量的3倍，即加入了3mol×3=9mol氫氣、1mol×3=3mol氮氣，
故答案為：9；3；
（2）在恒溫恒壓下，氮氣的轉(zhuǎn)化率相同，所以該反應(yīng)達到的平衡與原平衡互為等效平衡，由于初始加入的氮氣和氫氣滿足化學分離式1：3的關(guān)系，所以氨氣的物質(zhì)的量不影響氮氣的轉(zhuǎn)化率，只要滿足z≥0即可；而氮氣和氫氣的物質(zhì)的量必須滿足1：3，即x=3y，
故答案為：x=3y；z≥0；
（3）在恒溫恒容條件下，由于該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，從起始到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)的氣體總物質(zhì)的量減小，則壓強減小，不利于氨氣的生成，所以生成的氨氣的物質(zhì)的量減小，氮氣的轉(zhuǎn)化率減小，即b＞c，
故答案為：b大于c；在恒溫恒容條件下，反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），從起始到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)的氣體總物質(zhì)的量減小，則壓強減小，不利于氨氣的生成，所以b＞c．

點評：本題考查了化學平衡的計算，題目難度中等，涉及了等效平衡的判斷及應(yīng)用，注意恒溫恒壓條件下的等效平衡的條件，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解、計算能力及靈活應(yīng)用所學知識的能力．