Question

I、恒溫下，將a mol N₂與b mol H₂的混合氣體通入一個固體容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
（1）若反應(yīng)進(jìn)行到某時刻t時，n_t（N₂）=13mol，n_t（NH₃）=6mol，計算a=

16

．
（2）反應(yīng)達(dá)到平衡時，混合氣體的體積為716.8L（標(biāo)況下），其中NH₃的含量（體積分?jǐn)?shù)）為25%．計算平衡時NH₃的物質(zhì)的量

8mol

．
（3）原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比（寫出最簡整數(shù)比，下同），n（ 始）：n（平）=

5：4

．
（4）原混合氣體中，a：b=

2：3

．
（5）達(dá)到平衡時，N₂和H₂的轉(zhuǎn)化率之比，a（N₂）：a（H₂）=

1：2

．
（6）平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=

3：3：2

．
II、若向體積不變的密閉容器中充入2mol N₂和6mol H₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），平衡時混合氣共7mol．令a、b、c分別代表N₂、H₂、NH₃起始加入的物質(zhì)的量，維持溫度不變，使達(dá)到平衡時各成分的百分含量不變．則：
（1）若a=0，b=0，則c=

4mol

．
（2）若a=0.7，b=2.1，則：
①c=

2.6

．
②這時反應(yīng)向

逆反應(yīng)方向

進(jìn)行，因為：

濃度商＞平衡常數(shù)

．
③若要維持反應(yīng)開始向該反應(yīng)方向進(jìn)行，c的范圍是

1＜c≤4

．
（3）欲使起始反應(yīng)維持向與②相反的方向進(jìn)行，則b的范圍是

4.5＜b≤6

．

Answer 1

分析：I、（1）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）及氨氣的物質(zhì)的量可計算轉(zhuǎn)化的氮氣的物質(zhì)的量，再由剩余的氮氣的可計算a；
（2）由n=

716.8L

22.4L/mol

=32mol，NH₃的含量（體積分?jǐn)?shù)）為25%來計算；
（3）、（4）、（5）、（6）可利用化學(xué)平衡三段法來計算；
II、（1）根據(jù)等效平衡及極限轉(zhuǎn)化來計算；
（2）根據(jù)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
開始    2        6         0
轉(zhuǎn)化    x        3x        2x   
平衡    2-x      6-3x       2x
2-x+6-3x+2x=7，解得x=0.5，
即平衡時物質(zhì)的量分別為1.5mol、4.5mol、1mol，結(jié)合極限轉(zhuǎn)化、等效平衡、平衡常數(shù)等來解答；
（3）根據(jù)濃度商與化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系來分析．

解答：解：（1）由反應(yīng)的化學(xué)方程式得知，反應(yīng)掉的N₂和生成NH₃的物質(zhì)的量之比為1：2，設(shè)轉(zhuǎn)化的N₂的物質(zhì)的量為x mol，
則 x：6=1：2，解之x=3，所以a=13+3=16mol，故答案為：16；
（2）由n=

716.8L

22.4L/mol

=32mol，NH₃的含量（體積分?jǐn)?shù)）為25%，
n_平（NH₃）=32 mol×25%=8mol，故答案為：8mol；
（3）N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g），
開始16        b                       0
轉(zhuǎn)化4         12                      8   
平衡12       （32-12-8）8      
n（ 始）：n（平）=（16+24）：（（12+12+8）=40：32=5：4，故答案為：5：4；
（4）由上述解答可知，b=12+（32-12-8）=24mol，a=16mol，所以a：b=16mol：24mol=2：3，故答案為：2：3；
（5）達(dá)到平衡時，N₂和H₂的轉(zhuǎn)化率之比a（N₂）：a（H₂）=

4

16

：0.5=1：2，故答案為：1：2；
（6）平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=12mol：12mol：8mol=3：3：2，故答案為：3：3：2；
II、（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
開始      2       6          0
開始      0      0           4
在溫度、體積不變的條件下，達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，則c=4mol，故答案為：4mol；
（2）①根據(jù)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
開始    0.7       2.1       c
轉(zhuǎn)化   0.5c                 
將c極限轉(zhuǎn)化為a，即0.5c+0.7=2，解得c=2.6，故答案為：2.6；
②根據(jù)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
開始    2        6         0
轉(zhuǎn)化    x        3x        2x   
平衡    2-x      6-3x       2x
2-x+6-3x+2x=7，解得x=0.5，
即平衡時物質(zhì)的量分別為1.5mol、4.5mol、1mol，
當(dāng)a、b、c分別為0.7、2.1、2.6時，濃度商＞平衡常數(shù)（Q＞K），則化學(xué)反應(yīng)逆向移動，
故答案為：逆反應(yīng)方向；（2分）；濃度商＞平衡常數(shù)；
③因平衡時c為1，c的最大值為4，則要維持反應(yīng)開始向該反應(yīng)方向進(jìn)行，應(yīng)滿足1＜c≤4，故答案為：1＜c≤4；
（3）欲使起始反應(yīng)維持向與②相反的方向進(jìn)行，即反應(yīng)向正向移動，平衡時b=4.5，b的最大值為6，則滿足4.5＜b≤6即可，
故答案為：4.5＜b≤6．

點評：本題考查化學(xué)平衡的計算，明確三段法計算方法、等效平衡、極性轉(zhuǎn)化、反應(yīng)方向的判斷等知識即可解答，題目難度較大，注意反應(yīng)的移動方向為學(xué)生解答的難點．