题目内容
【题目】恒温容器中加入1molN2和3molH2 , 达到平衡时NH3的体积分数为m%.若N2、H2、NH3的起始加入量分别为xmol、ymol、zmol,达到平衡时NH3的体积分数仍为m%.
(1)该容器恒容,则x、y、z应满足的关系是 .
(2)该容器恒压,则x、y、z应满足的关系是 .
(3)设前者达到平衡时生成NH3为amol,则后者达到平衡时生成NH3=mol(用a、x、z表示)
【答案】
(1)2x+z=2、2y+3z=6
(2)3x=y,z为任意值
(3)(0.25ax+0.125az)
【解析】解:(1)恒容的条件等效平衡,极端转化相同物质的物质的量,则各原子守恒,由氮守恒可知:2x+z=2,氢守恒可知:2y+3z=6,所以答案是:2x+z=2、2y+3z=6;(2)由反应方程式N2+3H22NH3,将氨气完全转化为氮气和氢气,则氮气的物质的量为:x+ ,氢气的物质的量为:y+
,所以
,即3x=y,所以答案是:3x=y,z为任意值;
3) N2+ 3H2 2NH3,
起始:1 3 0
转化:0.5a 1.5a a
即一边倒的极限氮气的转化率为: =0.5a,由于二者是等效平衡,所以一边倒的极限氮气的转化率相等,即一边倒转化的n(N2)=(x+
)×0.5a,所以生成的n(NH3)=
=
=0.25ax+0.125az,所以答案是:0.25ax+0.125az.
【考点精析】通过灵活运用等效平衡,掌握在条件不变时,可逆反应不论采取何种途径,即由正反应开始或由逆反应开始,最后所处的平衡状态是相同;一次投料或分步投料,最后所处平衡状态是相同的,某一可逆反应的平衡状态只与反应条件(物质的量浓度、温度、压强或体积)有关,而与反应途径(正向或逆向)无关即可以解答此题.
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