Question

4．在1L的容器中含有H₂、N₂和NH₃的平衡混合物，其中含N₂0.30mol，H₂0.40mol和NH₃0.10mol．如果温度保待不变，需要向容器中加入多少摩尔H₂才能使NH₃的平衡浓度增大一倍？

Answer 1

分析 先计算出在该温度下的平衡常数，然后设出加入氢气的物质的量，利用平衡常数三段式列式计算即可．

解答 解：该温度下反应N₂ +3H₂?2NH₃的平衡常数K=$\frac{（{\frac{0.10mol}{1L}）}^{2}}{（\frac{0.40mol}{1L}）^{3}×（\frac{0.30mol}{1L}）}$≈0.52，
原平衡时氢气浓度=$\frac{0.10mol}{0.1L}$=0.1mol/L，设加入xmolH₂可以使NH₃的平衡浓度增大一倍（0.2mol/L），
            N₂ +3H₂ ?2NH₃
c_（始） 0.30 （0.40+x）  0.10   
△c     0.05    0.15          0.10
c（平）0.25 （0.25+x）  0.20
则该温度下该反应的平衡常数K=$\frac{0.2{0}^{2}}{0.25×（0.25+x）^{3}}$=0.52，
解得：x=0.425mol，
答：如果温度保待不变，需要向容器中加入0.425mol H₂才能使NH₃的平衡浓度增大一倍．

点评 本题考查化学平衡的计算，题目难度中等，明确化学平衡常数的概念及表达式为解答关键，注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用，试题培养了学生的化学计算能力．