Question

在恒温、恒压和使用催化剂的条件下，已知：在容积可变的密闭容器中，充入1 L含3 mol H₂和1 mol N₂的混合气体，反应达平衡时有a mol NH₃生成，N₂的转化率为b%。
（1）若在恒温、恒压和使用催化剂的条件下，在体积可变的密闭容器中充入x mol H₂和y mol N₂，反应达平衡时有3a mol NH₃生成，N₂的转化率仍为b%。则x=                                           ;
y=                                            。
（2）在恒温、恒压和使用催化剂的条件下，设在体积可变的密闭容器中充入x mol H₂、y mol N₂和z mol NH₃，若达平衡时N₂转化率仍为b%，则x、y的关系为               ；z的取值范围为                    。
（3）在恒温［与（1）温度相同］和使用催化剂的条件下，在容积不可变的密闭容器中，充入1 L含3 mol H₂和1 mol N₂的混合气体，反应达平衡时N₂的转化率为c%，则b、c的关系为         （用“<”、“=”或“>”表示），理由是                                                             。

Answer 1

（1）9  3 
（2）x=3y  z≥0
（3）b>c 在恒温等体积的条件下，反应N₂+3H₂2NH₃，从起始到平衡状态，反应的气体总物质的量减少，则压强减小，不利于NH₃的生成，所以b>c

试题分析：（1）由题目可知2个平衡等效。同温、同压条件下，充入物质的物质的量比与原平衡时的比值相同，则两个平衡等效。本题中反应达平衡时有3a mol NH₃生成，是原平衡中氨气的物质的量的3倍，所以加入的氮气、氢气是原来的3倍，氢气为9mol，氮气为3mol；
（2）在恒温、恒压和使用催化剂的条件下，达平衡时N₂转化率仍为b%，则与原平衡等效，x与y的比值等于3:1，x=3y；z表示氨气的物质的量，无论z是多少，转化为反应物时x与y的比始终是3:1所以z≥0即可；
（3）恒温、恒容条件下，充入1 L含3 mol H₂和1 mol N₂的混合气体，与（1）相比，压强减小，所以相当于在（1）的平衡的基础上，减小压强得到（3）,压强减小，平衡逆向移动，氮气的转化率降低，所以c<b。