Question

19．某温度下在恒容密闭容器中，使2mol N₂和6mol H₂混合发生下列反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）（正反应为放热反应），平衡后测得NH₃的体积分数为m．
（1）当反应达到平衡时，N₂和H₂的浓度比是1：3；N₂和H₂的转化率比是1：1．
（2）升高平衡体系的温度（保持体积不变），混合气体的平均相对分子质量变小，密度不变．（填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将逆向 （填“正向”“逆向”或“不”）移动．
（4）若温度不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH₃的体积分数仍为m，若N₂、H₂、NH₃的加入量用X、Y、Z表示应满足：若X=1.5，Y=4.5，Z=1．

Answer 1

分析 （1）加入的氮气和氢气的物质的量之比等于其化学计量数之比，无论反应到什么程度，氮气和氢气的浓度之比永始终是1：3，转化率之比1：1；
（2）平均相对分子质量=$\frac{气体质量总和}{气体物质的量总和}$，ρ=$\frac{m}{V}$；
（3）充入氩气并保持压强不变，体积变大；
（4）若温度不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH₃的体积分数仍为m，则说明两平衡为等效，即转化到一边一样．

解答 解：（1）加入的氮气和氢气的物质的量之比等于其化学计量数之比，无论反应到什么程度，用氮气和氢气表示的速率正比等于化学计量数之比，所以氮气和氢气的浓度之比永始终是1：3，转化率之比1：1，
故答案为：1：3；1：1；
（2）升温，平衡逆向移动，气体物质的量增大，质量不变，气体的平均相对分子质量=$\frac{气体质量总和}{气体物质的量总和}$，所以，混合气体的平均相对分子质量减小；
因容器体积没变，气体质量不变，所以密度不变，
故答案为：变小；不变；
（3）充入氩气并保持压强不变，体积变大，相关气体的分压变小，平衡向体积增大的逆向移动，故答案为：逆向；
（4）若温度不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH₃的体积分数仍为m，则说明两平衡为等效，即转化到一边一样
      N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1，
      2      6          0
       1.5    Y          Z 
根据转化到一边一样，即1.5+$\frac{Z}{2}$=2，Y+$\frac{3Z}{2}$=6，解得Y=4.5，Z=1，故答案为：4.5；1．

点评 本题考查了反应速率与化学计量数的关系、气体的平均相对分子质量、密度、化学平衡的移动，题目难度不大．