Question

【題目】恒溫、恒壓下，在一個容積可變的容器中發生如下反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

（1）若開始時放入1 mol N2和3 mol H2，達到平衡后，生成a mol NH3，這時N2的物質的量為________mol

（2）若開始時無NH3，只放入N2和H2，達到平衡時生成NH3的物質的量為3a mol，則開始時放入H2的物質的量為________mol(平衡時NH3的質量分數與(1)中相同)。

（3）若開始時放入x mol N2、6 mol H2和2 mol NH3達到平衡后，N2和NH3的物質的量分別為y mol和3a mol，則y＝________。平衡時H2的物質的量________(選填一個編號)。

A．大于6 mol B．等于6 mol C．小于6 mol D．可能大于、小于或等于6 mol

（4）若在（3）的平衡混合物中，再加入6 mol NH3，再次達到平衡后，NH3的質量分數為________。

Answer 1

【答案】 1-0.5a 9 3-1.5a D 0.5a

【解析】（1）設生成amolmolNH3轉化的N2的物質的量為y，則：

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，

1 2

y amol

=，y=mol，則平衡時氮氣的物質的量為1mol-mol=(1-0.5a)mol；

（2）若在恒溫恒壓條件1molN2與3molH2的混合氣體通入一個容積可變的容器中發生反應，達平衡后，生成amolNH3，若只通入N2與H2，達平衡時生成3amolNH3，則開始時應通入N23mol，且平衡時NH3的質量分數與前者相同，根據等效平衡及極限轉化后起始的量與原起始量成正比，故H2的物質的量為3mol×3=9mol；

（3）若開始時通入xmolN2﹑6molH2和2molNH3，將2molNH3極限轉化為反應物，則相當于開始加入（x+1）molN2﹑（6+3）molH2，達平衡后，NH3的物質的量3amol，則（x+1）mol：（6+3）mol=1：3，解得x=2mol，由恒溫恒壓條件，兩種情況中起始的反應物的物質的量成正比，則平衡時各物質的含量成正比，則1molN2與3molH2的混合氣體通入發生反應時平衡時氮氣的物質的量為(1- )mol，故開始時通入2molN2﹑6molH2和2molNH3的混合氣體通入發生反應時平衡時氮氣的物質的量為(1- )mol×3=(3-1.5a)mol，由x=2得開始時通入2molN2﹑6molH2和2molNH3，平衡時NH3的物質的量3a，則無法判斷氨氣開始的2mol與平衡時的3amol誰大，故不知道平衡到底向什么方向移動，所以應選D；

（4）若在（3）的平衡混合物中，再加入6molNH3，相當于成比例增大反應物，恒溫、恒壓下等效，故再次達到平衡后NH3的質量分數與原平衡相同，即NH3的質量分數=×100%=50a%=0.5a。