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，進行反應，2s后達到平衡，此時容器內(nèi)的壓強為起始時的

3

4

，試回答：
（1）能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是

 

．
A．斷開3molH-H鍵的同時斷開2molN-H鍵      B．c（N₂）：c（H₂）：c（NH₃）=1：3：2
C．混合氣體的平均相對分子質(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，此反應在容積可變的容器中進行，保持壓強不變，達到平衡，則N₂的轉(zhuǎn)化率α₂%

 

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

 

，若此時再加入0.6mol N₂和0.4mol NH₃，則平衡

 

（填“向左移動”、“向右移動”或“不移動”）．

Answer 1

考點：化學平衡狀態(tài)的判斷,化學平衡常數(shù)的含義

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征分析，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分數(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，做題時要注意方程式前后氣體的化學計量數(shù)的關系；
（2）利用三段法求出反應的氮氣，然后依據(jù)轉(zhuǎn)化率公式來求解；此反應在容積可變的容器中進行，由于該反應是氣體體積減少的反應，相當于在在恒容下增大壓強，平衡正向移動來解答；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積來計算；根據(jù)濃度熵與平衡常數(shù)的關系來判斷；

解答： 解：（1）A．斷開3molH-H鍵的同時斷開2molN-H鍵，則正逆反應速率不相等，不能說明反應到達平衡，應該是斷開3molH-H鍵的同時斷開6molN-H鍵，故A錯誤；
B．反應達到平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的濃度不變，不一定滿足c（N₂）：c（H₂）：c（NH₃）=1：3：2，不能說明反應到達平衡，故B錯誤；
C．該反應是體積變化的可逆反應，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量隨著反應的進行一直在改變，到達平衡時，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分子質(zhì)量不變，能說明反應到達平衡，故C正確；
D．在任何時候，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，不能說明反應到達平衡，故D錯誤；
故選：C；
（2）設轉(zhuǎn)化的N₂的物質(zhì)的量為n，
              N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
開始（mol）   0.4     1.2         0
轉(zhuǎn)化（mol）    n       3n        2n
平衡（mol）    0.4-n   1.2-3n    2n
此時容器內(nèi)的壓強為起始時的

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%，
由于該反應是氣體體積減少的反應，此反應在容積可變的容器中進行，相當于在在恒容下增大壓強，平衡正向移動，N₂的轉(zhuǎn)化率增大；
故答案為：50%；＞；
（3）反應 N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）到達平衡時，氮氣、氫氣、氨氣的濃度分別為：2mol/L，6mol/L，4mol/L，反應的化學平衡常數(shù)K=

42

2×63

=

1

27

；
若此時再加入0.6mol N₂和0.4mol NH₃，氮氣、氫氣、氨氣的濃度分別為：8mol/L，6mol/L，8mol/L，反應的濃度冪Q_c=

82

8×63

=

1

27

=K，所以平衡不移動．
故答案為：

1

27

；不移動．

點評：本題考查了化學平衡態(tài)的判斷、三段計算法的運用、平衡常數(shù)的計算與運用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．