Question

Ⅰ．在一定溫度下，把2mol N₂和6mol H₂通入一個(gè)體積不變的密閉容器中（如圖）發(fā)生反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃ （g）（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）若反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得混和氣體為7mol．據(jù)此回答下列問(wèn)題：
保持上述反應(yīng)溫度不變，使a、b、c分別代表初始加入的N₂、H₂和NH₃的物質(zhì)的量，如果反應(yīng)達(dá)到平衡后混和氣體中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)仍與上述平衡時(shí)完全相同，那么：
（1）若a=1mol，c=2mol，則b=

3

 mol，在此情況下，反應(yīng)起始時(shí)將向

逆

方向進(jìn)行（填“正”或“逆”）
（2）若規(guī)定起始時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則c的取值范圍是

1＜c＜4

．
（3）在上述裝置中，若需控制平衡后混和氣體的物質(zhì)的量為6.5mol，則可采取的措施是

降低溫度

Ⅱ．如圖所示，溫度不變時(shí)，把某容器分割成A、B兩部分，A容器體積固定不變，B有可移動(dòng)的活塞，現(xiàn)在A中充入2mol SO₂和1mol O₂，在B中充入2mol SO₃和 1mol N₂，在相同條件下發(fā)生可逆反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）  2SO₃（g）．根據(jù)下列要求填寫(xiě)空白：
（1）固定活塞位置在3處不動(dòng)，達(dá)到平衡時(shí)，設(shè)A中壓強(qiáng)為P_A，B中壓強(qiáng)為P_B，則P_A與P_B的關(guān)系是P_A

＜

P_B（填“＜”、“=”、“＞”）．
（2）若要使A與B中平衡狀態(tài)相同，可移動(dòng)活塞的位置應(yīng)在

3

處．
（3）若活塞右移到5處，達(dá)到平衡后，B中SO₃為x mol，A中SO₃為y mol，則x和y 的關(guān)系是
x

＜

y．（填“＜”、“=”、“＞”）．

Answer 1

分析：Ⅰ從等效平衡的角度分析，要使平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)等效，只要起始時(shí)

n(N2)

n(H2)

=

2

6

就可以達(dá)到，并以此判斷平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行c的取值范圍；
Ⅱ根據(jù)左右兩個(gè)容器壓強(qiáng)相等，從等效平衡的角度分析．

解答：解：Ⅰ、（1）化學(xué)反應(yīng)：在定溫、定壓下進(jìn)行，要使平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)等效，只要起始時(shí)

n(N2)

n(H2)

=

2

6

就可以達(dá)到．已知起始時(shí)各物質(zhì)的體積分別為1molN₂、bmolH₂和2molNH₃．根據(jù)“等價(jià)轉(zhuǎn)換”法，將2molNH₃ 通過(guò)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成和的體積，則相當(dāng)于起始時(shí)有（1+1）molN₂和（b+3）molH₂，它們的比值為

1+1

b+3

=

2

6

，解得b=3．
 因反應(yīng)前混合氣體為8mol，反應(yīng)后混合氣體為7mol，體積差為1mol，由差量法可解出平衡時(shí)NH₃為1mol；
而在起始時(shí)，NH₃的物質(zhì)的量為c=2mol，比平衡狀態(tài)時(shí)大，為達(dá)到同一平衡狀態(tài)，NH₃的物質(zhì)的量必須減小，所以平衡逆向移動(dòng)．
故答案為：3；逆；
（2）若需讓反應(yīng)逆向進(jìn)行，由上述①所求出的平衡時(shí)NH₃的物質(zhì)的量為1可知，NH₃的物質(zhì)的量必須大于1，最大值則為2molN₂和6molH₂完全反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的NH₃的物質(zhì)的量，
即為4mol，則1＜c＜4．故答案為：1＜c＜4；
 （3）由6.5＜7可知，上述平衡應(yīng)向體積縮小的方向移動(dòng)，亦即向放熱方向移動(dòng)，所以采取降溫措施．故答案為：降低溫度；
Ⅱ、A中充入2 mol SO₂和1 mol O₂與B中充入2 mol SO₃和1 mol N₂，由于N₂與反應(yīng)無(wú)關(guān)，故只占分壓．活塞在3處時(shí)相同條件下達(dá)平衡時(shí)是等效的，但B中有1 mol N₂，故壓強(qiáng)比A大．
若使A與B中平衡狀態(tài)相同且達(dá)平衡時(shí)活塞在4.5處，則B中必須相當(dāng)于3 mol SO₂和1.5 mol O₂，故應(yīng)再通入SO₃ 1 mol．若活塞右移到5處，則B中壓強(qiáng)減小平衡向生成SO₂的方向移動(dòng)，故n（SO₃）減小，
故答案為：（1）＜；（2）3；（3）＜．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)的計(jì)算和判斷，本題難度較大，注意等效平衡的理解和應(yīng)用．