Question

18．在溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)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	1mol N2、3mol H2	2mol NH3	4mol NH3
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

請(qǐng)寫出下列物理量的關(guān)系：
（1）濃度c₁與c₂c₁=c₂   2c₂與c₃2c₂＜c₃
（2）能量a與ba+b=92.4   2b與c2b＞c
（3）壓強(qiáng)p₁與p₂p₁=p₂    2p₂與p₃2p₂＞p₃
（4）轉(zhuǎn)化率α₁與α₂α₁+α₂=1 α₂與α₃α₂＞α₃．

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，以此來(lái)解答．

解答 解：（1）極限轉(zhuǎn)化后甲、乙的起始物質(zhì)的量相同，則氨氣的平衡濃度相同，即c₁=c₂，丙中物質(zhì)的量為乙的2倍，物質(zhì)的量增大，壓強(qiáng)增大，平衡利用向生成氨氣的方向移動(dòng)，則2c₂＜c₃，故答案為：c₁=c₂；2c₂＜c₃；                 
（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；乙、丙中均發(fā)生2NH₃（ g）?N₂（g）+3H₂（g）△H＞0，丙中氨氣的物質(zhì)的量為乙的2倍，則丙中吸收能量小于乙中2倍，即2b＞c，
故答案為：a+b=92.4；2b＞c；
（3）極限轉(zhuǎn)化后甲、乙的起始物質(zhì)的量相同，平衡時(shí)物質(zhì)的量相同，則p₁=p₂；丙容器反應(yīng)物投入量4molNH₃，是乙的二倍，若平衡不移動(dòng)，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(dòng)，所以丙中壓強(qiáng)減小，小于乙的2倍，即2p₂＞p₃，
故答案為：p₁=p₂；2p₂＞p₃；
（4）甲與乙是等效平衡，且極限轉(zhuǎn)化后起始物質(zhì)的量相同，則甲與乙的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率之和為1，則α₁+α₂=1；丙容器反應(yīng)物投入量4molNH₃，是乙的二倍，丙中相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡2NH₃（ g）?N₂（g）+3H₂（g）逆向移動(dòng)，氨氣的轉(zhuǎn)化率減小，所以轉(zhuǎn)化率α₂＞α₃，故答案為：α₁+α₂=1；α₂＞α₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握極限轉(zhuǎn)化思想、等效平衡的判斷、平衡移動(dòng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度較大．