Question

一定條件下，在容積為0.1L的密閉容器中，通入0.4mol N₂和1.2mol H₂，進(jìn)行反應(yīng)，2s后達(dá)到平衡，此時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為起始時(shí)的

3

4

，試回答：
（1）能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是

 

．
A．?dāng)嚅_(kāi)3molH-H鍵的同時(shí)斷開(kāi)2molN-H鍵      B．c（N₂）：c（H₂）：c（NH₃）=1：3：2
C．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變         D．容器內(nèi)密度不變
（2）N₂的轉(zhuǎn)化率α₁%=

 

，若相同條件下，此反應(yīng)在容積可變的容器中進(jìn)行，保持壓強(qiáng)不變，達(dá)到平衡，則N₂的轉(zhuǎn)化率α₂%

 

α₁%（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）該溫度下，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=

 

，若此時(shí)再加入0.6mol N₂和0.4mol NH₃，則平衡

 

（填“向左移動(dòng)”、“向右移動(dòng)”或“不移動(dòng)”）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡常數(shù)的含義

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征分析，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分?jǐn)?shù)以及百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，做題時(shí)要注意方程式前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系；
（2）利用三段法求出反應(yīng)的氮?dú)�，然后依�?jù)轉(zhuǎn)化率公式來(lái)求解；此反應(yīng)在容積可變的容器中進(jìn)行，由于該反應(yīng)是氣體體積減少的反應(yīng)，相當(dāng)于在在恒容下增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)來(lái)解答；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積來(lái)計(jì)算；根據(jù)濃度熵與平衡常數(shù)的關(guān)系來(lái)判斷；

解答： 解：（1）A．?dāng)嚅_(kāi)3molH-H鍵的同時(shí)斷開(kāi)2molN-H鍵，則正逆反應(yīng)速率不相等，不能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，應(yīng)該是斷開(kāi)3molH-H鍵的同時(shí)斷開(kāi)6molN-H鍵，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的濃度不變，不一定滿足c（N₂）：c（H₂）：c（NH₃）=1：3：2，不能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故B錯(cuò)誤；
C．該反應(yīng)是體積變化的可逆反應(yīng)，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量隨著反應(yīng)的進(jìn)行一直在改變，到達(dá)平衡時(shí)，混合氣體的質(zhì)量不變，物質(zhì)的量不變，則摩爾質(zhì)量不變，所以混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故C正確；
D．在任何時(shí)候，混合氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，則密度不變，所以容器內(nèi)密度不變，不能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故D錯(cuò)誤；
故選：C；
（2）設(shè)轉(zhuǎn)化的N₂的物質(zhì)的量為n，
              N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
開(kāi)始（mol）   0.4     1.2         0
轉(zhuǎn)化（mol）    n       3n        2n
平衡（mol）    0.4-n   1.2-3n    2n
此時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為起始時(shí)的

3

4

，即總物質(zhì)的量為起始的

3

4

，0.4-n+1.2-3n+2n=1.6×

3

4

，解得n=0.2，
N₂的轉(zhuǎn)化率α₁%=

0.2mol

0.4mol

×100%=50%，
由于該反應(yīng)是氣體體積減少的反應(yīng)，此反應(yīng)在容積可變的容器中進(jìn)行，相當(dāng)于在在恒容下增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，N₂的轉(zhuǎn)化率增大；
故答案為：50%；＞；
（3）反應(yīng) N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）到達(dá)平衡時(shí)，氮?dú)�、氫氣、氨氣的濃度分別為：2mol/L，6mol/L，4mol/L，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=

42

2×63

=

1

27

；
若此時(shí)再加入0.6mol N₂和0.4mol NH₃，氮?dú)�、氫氣、氨氣的濃度分別為：8mol/L，6mol/L，8mol/L，反應(yīng)的濃度冪Q_c=

82

8×63

=

1

27

=K，所以平衡不移動(dòng)．
故答案為：

1

27

；不移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡態(tài)的判斷、三段計(jì)算法的運(yùn)用、平衡常數(shù)的計(jì)算與運(yùn)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．