题目内容
【题目】一定条件下,在容积为0.1L的密闭容器中,通入0.4molN2和1.2molH2,进行反应,2s后达到平衡,此时容器内的压强为起始时的3/4,试回答:
(1)能判断该反应达到平衡状态的依据是___________
A.断开3molH—H键的同时断开2molN—H键 B.c(N2) : c(H2): c(NH3) =1:3:2
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.容器内密度不变
(2)N2的转化率α1%=_________,若相同条件下,此反应在容积可变的容器中进行,保持压强不变,达到平衡,则N2的转化率α2%________α1%(填“>”、“<”或“=”)
(3)该温度下,反应的化学平衡常数K=__________,若此时再加入0.6molN2和0.4mol NH3,则平衡_______________(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)
【答案】 C 50% >
L2/mol2 不移动
【解析】试题分析:(1)A、断开3molH-H键的同时断开2molN-H键,则正逆反应速率不相等,不能说明反应到达平衡,应该是断开3molH-H键的同时断开6molN-H键,错误;B、反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,不一定满足c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2,不能说明反应到达平衡,错误;C、该反应是体积变化的可逆反应,混合气体的平均相对分子质量随着反应的进行一直在改变,到达平衡时,混合气体的质量不变,物质的量不变,则摩尔质量不变,所以混合气体的平均相对分子质量不变,能说明反应到达平衡,正确;D、在任何时候,混合气体的质量不变,容器的体积不变,则密度不变,所以容器内密度不变,不能说明反应到达平衡,错误。
(2)设转化的N2的物质的量为n,
N2(g)+3H2(g)2NH3(g),
开始(mol) 0.4 1.2 0
转化(mol) n 3n 2n
平衡(mol) 0.4-n 1.2-3n 2n
此时容器内的压强为起始时的3/4,即总物质的量为起始的3/4,0.4-n+1.2-3n+2n=1.6×3/4,解得n=0.2,N2的转化率α1%=0.2mol÷0.4mol×100%=50%;由于该反应是气体体积减少的反应,此反应在容积可变的容器中进行,相当于在在恒容下增大压强,平衡正向移动,N2的转化率增大。
(3)反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)到达平衡时,氮气、氢气、氨气的浓度分别为:2mol/L,6mol/L,4mol/L,反应的化学平衡常数K=42÷(2×63) L2/mol2=
L2/mol2,若此时再加入0.6mol N2和0.4mol NH3,氮气、氢气、氨气的浓度分别为:8mol/L,6mol/L,8mol/L,反应的浓度幂Qc=82÷=(8×63) L2/mol2=
L2/mol2=K,所以平衡不移动。