Question

【题目】工业上通常采用N2（g）和H2（g）崔华成NH3（g）：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJmol﹣1
（1）在一定温度下，若将10amolN2和30amolH2放入2L的密闭容器中，充分反应后测得平衡时N2的转化率为60%，则该反应的平衡常数为（用含a的代数式表示）．若此时再向该容器中投入10amolN2、20amolH2和20amolNH3 ， 判断平衡移动的方向是（填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”）．
（2）若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L．则NH3达到平衡时浓度的范围为；若平衡时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，则NH3起始时浓度的范围为 ．
（3）一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如表：

容器		甲	乙	丙
反应物投入量		1molN2、3molH2	2molNH3	4molNH3
平衡时数据	反应能量变化的绝对值（kJ）	Q1	Q2	Q3
	反应物转化率	a1	a2	a3
	体系压强（Pa）	p1	P2	P3

则Q1+Q2=kJ；a1+a2l（填“＜”“＞”或“=”下同）：2p2p3
（4）如图：A是恒容的密闭容器，B是一个体积可变的充气气囊．保持恒温，关闭K2 ， 将1molN2和3molH2通过K3充入B中，将2molN2和6molH2通过K1充入A中；起始时A、B的体积相同均为1L，达到平衡时，V（B）=0.9L；然后打开K2 ， 一段时间又达到平衡时，B的体积为L（连通管中气体体积不计）．

Answer 1

【答案】
（1）,正向移动
（2）0mol/L＜c（NH3）＜0.3mol/L,0mol/L≤c（NH3）≤0.3mol/L
（3）92.4,=,＞
（4）1.7
【解析】解：（1）由10amolH2和30amolN2放入2L的密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为60%，则

	N2　 +	3H2	2NH3
起始（mol/L）	5a	15a	0
转化（mol/L）	5a×60%=3a	9a	6a
平衡（mol/L）	2a	6a	6a

平衡常数K= = = ；

若此时再向该容器中投入10amolN2、20amolH2和20amolNH3，三者的浓度分别为：7amol/L、16amol/L、16amol/L；则Q= = = ＜K，此时平衡正向进行；

故答案为： ；正向移动；
（2）若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，假设反应正向进行，则N2的最大转化浓度为0.1mol/L，则NH3的变化浓度为0.2mol/L，即平衡时NH3的浓度小于0.3mol/L，假设反应逆向进行，则NH3的变化浓度最大为0.1mol/L，即平衡时NH3的最小浓度为大于0mol/L，故NH3达到平衡时浓度的范围为0mol/L＜c（NH3）＜0.3mol/L；若平衡时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，如果反应是从反应物方向开始的，NH3的起始浓度为0mol/L，如果反应是生成物方向进行的，生成0.1mol/LN2时消耗NH3的浓度分别为0.05mol/L，NH3的起始浓度为0.15mol/L，NH3起始时浓度的范围为0mol/L≤c（NH3）≤0.3mol/L；

故答案为：0mol/L＜c（NH3）＜0.3mol/L；0mol/L≤c（NH3）≤0.3mol/L；
（3）甲投入1molN2、3molH2，乙中投入2molNH3，则甲与乙是完全等效的，根据盖斯定律可知，甲与乙的反应的能量变化之和为92.4kJ，Q1+Q2=92.4；甲投入1molN2、3molH2，乙中投入2molNH3，则甲与乙是完全等效的，所以转化率α1+α2=1；丙容器反应物投入量4molNH3，是乙的二倍，若平衡不移动，丙中压强为乙的二倍；由于丙中相当于增大压强，平衡向着向着正向移动，所以丙中压强减小，小于乙的2倍，即2p2＞p3；

故答案为：92.4；=；＞；
（4）打开K2，一段时间又达到平衡时，等效为开始通入3molN2和9molH2再恒温恒容到达的平衡，与B中平衡为等效平衡，平衡时同种物质的转化率相等，则平衡时混合气体物质的量为B中平衡时的3倍，恒温恒压下体积之比等于物质的量之比，故平衡时气体体积为0.9 L×3=2.7L，则B的体积为2.7 L﹣1L=1.7L，

故答案为：1.7．
（1）利用三行式求平衡量，然后利用K值进行相差计算是化学平衡类题目常用的方法；（2）利用可逆反应的不彻底性确定物质的浓度范围；（3）利用等效平衡的思想比较不同条件下的平衡转化率；（4）由于气囊的作用关闭K2时B中为恒温恒压下进行的反应，联通后同样相当于恒温恒压下进行的反应，因此二者各物质的量呈正比关系。