Question

在恒温、恒压和使用催化剂的条件下，已知：在容积可变的密闭容器中，充入1 L含3 mol H2和1 mol N2的混合气体，反应达平衡时有a mol NH3生成，N2的转化率为b%。

（1）若在恒温、恒压和使用催化剂的条件下，在体积可变的密闭容器中充入x mol H2和y mol N2，反应达平衡时有3a mol NH3生成，N2的转化率仍为b%。则x= ;

y= 。

（2）在恒温、恒压和使用催化剂的条件下，设在体积可变的密闭容器中充入x mol H2、y mol N2和z mol NH3，若达平衡时N2转化率仍为b%，则x、y的关系为 ；z的取值范围为 。

（3）在恒温［与（1）温度相同］和使用催化剂的条件下，在容积不可变的密闭容器中，充入1 L含3 mol H2和1 mol N2的混合气体，反应达平衡时N2的转化率为c%，则b、c的关系为 （用“<”、“=”或“>”表示），理由是 。

 

Answer 1

（1）9 3

（2）x=3y z≥0

（3）b>c 在恒温等体积的条件下，反应N2+3H22NH3，从起始到平衡状态，反应的气体总物质的量减少，则压强减小，不利于NH3的生成，所以b>c

【解析】

试题分析：（1）由题目可知2个平衡等效。同温、同压条件下，充入物质的物质的量比与原平衡时的比值相同，则两个平衡等效。本题中反应达平衡时有3a mol NH3生成，是原平衡中氨气的物质的量的3倍，所以加入的氮气、氢气是原来的3倍，氢气为9mol，氮气为3mol；

（2）在恒温、恒压和使用催化剂的条件下，达平衡时N2转化率仍为b%，则与原平衡等效，x与y的比值等于3:1，x=3y；z表示氨气的物质的量，无论z是多少，转化为反应物时x与y的比始终是3:1所以z≥0即可；

（3）恒温、恒容条件下，充入1 L含3 mol H2和1 mol N2的混合气体，与（1）相比，压强减小，所以相当于在（1）的平衡的基础上，减小压强得到（3）,压强减小，平衡逆向移动，氮气的转化率降低，所以c<b。

考点：考查大小平衡的判断，平衡状态的比较