Question

9．在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下（已知N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1）

容器	甲	乙	丙
反應(yīng)物投入量	1molN2，3molH2	2molNH3	4molNH3
NH3的濃度（mol•L-1）	c1	c2	c3
反應(yīng)的能量變化	放出akJ	吸收bkJ	吸收ckJ
體系壓強(qiáng)（Pa）	p1	p2	p3
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率	α1	α2	α3

用符號“＞”“＜”“=”或數(shù)字填空：
（1）α₁+α₂=1．
（2）a+b=92.4．
（3）2c₁＜c₃
（4）2p₂＞p₃
（5）α₁+α₃=＜1．

Answer 1

分析 甲容器反應(yīng)物投入1molN₂、3molH₂，乙容器反應(yīng)物投入量2molNH₃，恒溫且乙容器容積和甲容器相同，則甲容器與乙容器是等效平衡；
甲容器反應(yīng)物投入1molN₂、3molH₂，丙容器反應(yīng)物投入量4molNH₃，采用極限轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物為2molN₂、6molH₂，是甲中的二倍，如果恒溫且丙容器容積是甲容器2倍，則甲容器與丙容器也是等效平衡；所以丙所到達(dá)的平衡，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達(dá)平衡后，再壓縮體積為與甲容器體積相等所到達(dá)的平衡；據(jù)此分析平衡移動．

解答 解：甲投入1molN₂、3molH₂，乙容器投入量2molNH₃，恒溫恒容條件下，甲容器與乙容器是等效平衡，各組分的物質(zhì)的量、含量、轉(zhuǎn)化率等完全相等；
而甲容器投入1molN₂、3molH₂，丙容器加入4molNH₃，采用極限轉(zhuǎn)化法丙相當(dāng)于加入2molN₂、6molH₂，丙中加入量是甲中的二倍，如果恒溫且丙容器容積是甲容器2倍，則甲容器與丙容器為等效平衡，所以丙所到達(dá)的平衡，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達(dá)平衡后，再壓縮體積為與甲容器體積相等所到達(dá)的平衡，由于該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，縮小容器體積，增大了壓強(qiáng)，平衡向著正向移動，所以丙中氮氣、氫氣轉(zhuǎn)化率大于甲和乙的，
（1）甲容器和乙容器是達(dá)到等效平衡狀態(tài)，甲正向進(jìn)行，乙逆向進(jìn)行，則α₁+α₂=1，故答案為：1；
（2）甲投入1molN₂、3molH₂，乙中投入2molNH₃，則甲與乙是完全等效的，根據(jù)蓋斯定律可知，甲與乙的反應(yīng)的能量變化之和為92.4kJ，故a+b=92.4，故答案為：92.4；
（3）丙容器反應(yīng)物投入量4molNH₃，采用極限轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物為2molN₂、6molH₂，是甲中的二倍，若平衡不移動，c₃=2c₁；丙相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向著正向移動，所以丙中氨氣的濃度大于乙中氨氣濃度的二倍，即c₃＞2c₁，故答案為：＜；
（4）丙容器反應(yīng)物投入量4molNH₃，是乙的二倍，若平衡不移動，丙中壓強(qiáng)為乙的二倍；由于丙中相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向著向著正向移動，所以丙中壓強(qiáng)減小，小于乙的2倍，即2p₂＞p₃，故答案為：＞；
（5）丙容器反應(yīng)物投入量4molNH₃，是乙的二倍，若平衡不移動，轉(zhuǎn)化率α₁+α₃=1；由于丙中相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向著向著正向移動，氨氣的轉(zhuǎn)化率減小，所以轉(zhuǎn)化率α₁+α₃＜1，故答案為：＜．

點評 本題考查化學(xué)平衡影響因素、等效平衡、化學(xué)平衡的計算，題目計算量較大，題目難度較大，關(guān)鍵是構(gòu)建平衡建立的等效途徑，試題側(cè)重對學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力的培養(yǎng)．