Question

14．在一定溫度下，把2mol N₂和6mol H₂通入一個體積不變的密閉容器 中（如右圖）發(fā)生以下的反應(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，測得混和氣體為7mol，據(jù)此回答下列問題：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)起始時將向逆反應(yīng)方向進行（填“正”或“逆”）
（2）若規(guī)定起始時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，則c的范圍是1＜c＜4．
（3）在上述裝置中，若需控制平衡后的混和氣體的物質(zhì)的量為6.5mol，則可采取的措施是降低溫度．

Answer 1

分析 在一定溫度下，把2mol N₂和6mol H₂通入一個體積不變的密閉容器 中，
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：2       6        0
變化量（mol）：x       3x       2x
平衡量（mol）：2-x     6-3x     2x
若反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得混和氣體為7mol，則2-x+6-3x+2x=7，解得x=0.5．
 （1）改變起始投料量，平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)仍與原平衡時完全相同，為等效平衡，恒溫恒容下，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式左邊滿足投料量相等，即滿足n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol；
根據(jù)平衡時同種組分的物質(zhì)的量判斷反應(yīng)進行方向；
（2）若規(guī)定起始時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，則氨氣物質(zhì)的量應(yīng)大于原平衡時的物質(zhì)的量，氨氣完全轉(zhuǎn)化得到2mol氮氣、6mol氫氣達(dá)極大值；
（3）在上述裝置中，若需控制平衡后的混和氣體的物質(zhì)的量為6.5mol，應(yīng)使平衡正向移動．

解答 解：在一定溫度下，把2mol N₂和6mol H₂通入一個體積不變的密閉容器 中，
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：2       6        0
變化量（mol）：x       3x       2x
平衡量（mol）：2-x     6-3x     2x
若反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得混和氣體為7mol，則2-x+6-3x+2x=7，解得x=0.5．
（1）改變起始投料量，平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)仍與原平衡時完全相同，為等效平衡，恒溫恒容下，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式左邊滿足投料量相等，即滿足n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol，則1+$\frac{1}{2}$×2mol=2mol、b+$\frac{3}{2}$×2mol=6mol，故b=3mol；
原平衡時氮氣為1.5mol，大于1mol，故反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，
故答案為：3；逆反應(yīng)；
（2）若規(guī)定起始時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，則氨氣物質(zhì)的量應(yīng)大于原平衡時的物質(zhì)的量，故c＞1mol，氨氣完全轉(zhuǎn)化得到2mol氮氣、6mol氫氣達(dá)極大值，氨氣極大值為2mol×2=4mol，故c的取值范圍為：1＜c＜4，
故答案為：1＜c＜4；
（3）在上述裝置中，若需控制平衡后的混和氣體的物質(zhì)的量為6.5mol，應(yīng)使平衡正向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可以降低溫度使平衡正向移動，
故答案為：降低溫度．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算與影響因素，側(cè)重考查等效平衡，關(guān)鍵是對等效平衡規(guī)律的理解掌握．