Question

在一定溫度下，把2體積N₂和6體積H₂通入一個(gè)帶活塞的體積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通（如圖9-14）。容器中發(fā)生以下反應(yīng)：N₂+3H₂2NH₃；ΔH＜0。若反應(yīng)達(dá)平衡后，測(cè)得混合氣體為7體積。據(jù)此完成下列問題：?

圖9-14

（1）保持上述反應(yīng)溫度不變，設(shè)a、b、c分別代表起始加入的N₂、H₂和NH₃的體積。如果反應(yīng)達(dá)平衡后混合氣體中各物質(zhì)的百分含量仍與上述平衡時(shí)完全相同，那么：?

①若a=1、c=2，則b=　　　　　。在此情況下，反應(yīng)起始時(shí)將向　　　　　（填“正”或“逆”）方向進(jìn)行。?

②若需規(guī)定起始時(shí)反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，則c的范圍是?　　　　　?。?

（2）在上述裝置中，若需控制平衡后，混合氣體為6.5體積，則可采取的措施是　　　　　，其原因是　　　　　。?

Answer 1

（1）①3　逆�、�1＜c≤4?

(2)降低溫度　反應(yīng)向放熱（正）反應(yīng)方向進(jìn)行，氣體體積縮小?

解析：（1）①在同溫、同壓下，當(dāng)起始時(shí)N₂為1體積，NH₃為2體積時(shí)，為保持與原平衡狀態(tài)完全相同，可將2體積NH₃當(dāng)作完全分解成1體積N₂和3體積H₂。因?yàn)樵瓉硪延?體積N₂，此時(shí)共有2體積N₂。為使H₂達(dá)到6體積，原來應(yīng)有3體積H₂。即b=3。由于現(xiàn)在平衡與原平衡全等，對(duì)比原平衡的平衡C的量可知：當(dāng)a=1,b=3、c=2時(shí)，起始時(shí)v(逆)＞v（正），反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。??

②若規(guī)定起始時(shí)反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，可將2體積N₂和6體積H₂當(dāng)作完全化合成4體積NH₃，即只有4體積NH₃時(shí)，起始時(shí)只有逆反應(yīng)發(fā)生且反應(yīng)速率最快；若2體積N₂和6體積H₂反應(yīng)生成NH₃的反應(yīng)已達(dá)到平衡，在此過程中，v(逆)由最小逐漸增大到與v(正)相等。要使起始時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，c（NH₃）必大于c(NH₃)。設(shè)消耗N₂為x體積，則：?

　　　　N₂　+　3H₂2NH₃?

起始       2            6             0?

平衡      2-x        6-3x         2x?

依題意：（2-x）+(6-3x)+2x=7，解得：x=0.5，即c(NH₃)=2×0.5＝1?

可知c的范圍是1～4之間。?

（2）原平衡時(shí)混合氣體為7體積，現(xiàn)要減小為6.5體積，即要使反應(yīng)向正（放熱）方向進(jìn)行，為此可在壓強(qiáng)一定時(shí)降低反應(yīng)的溫度。