Question

在密闭容器中，对于反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），在反应起始时N₂和H₂分别为1mol和3mol，当达到平衡时，N₂的转化率为30%．若以NH₃为起始反应物，反应条件与上述反应相同时，欲使其达到平衡时各成分的百分含量与前者相同，则NH₃的起始物质的量和它的转化率，正确的是（　　）

A．4mol；35%

B．2mol；30%

C．2mol；70%

D．1mol；50%

Answer 1

分析：从氨气开始进行化学反应，平衡时各组分的含量相同，二者为等效平衡：
若为恒温恒容，按化学计量数转化到左边满足n（N₂）=1mol、n（H₂）=3mol即可，根据原平衡时氢气转化率计算原平衡体系中氢气的物质的量，据此计算参加反应的氨气的物质的量，再根据转化率定义计算；
若为恒温恒压，按化学计量数转化到左边满足n（N₂）：n（H₂）=1mol：3mol=1：3即可，n（N₂）：n（H₂）=1：3等于化学计量数之比，故氨气的物质的量为任意值，氨气的转化率与恒温恒容条件下相同．

解答：解：从氨气开始进行化学反应，平衡时各组分的含量相同，二者为等效平衡：
若为恒温恒容，按化学计量数转化到左边满足n（N₂）=1mol、n（H₂）=3mol，氮气与氢气的物质的量之比等于化学计量数之比，由方程式可知n（NH₃）=2n（N₂）=2×1mol=2mol，
原平衡时氮气转化率为30%，则原平衡体系中氮气的物质的量为1mol×（1-30%）=0.7mol，故从氨气建立平衡生成的氮气为0.7mol，由方程式可知，参加反应的氨气的物质的量为0.7mol×2=1.4mol，故从氨气建立等效平衡，氨气的转化率为：

1.4mol

2mol

×100%=70%；
若为恒温恒压，按化学计量数转化到左边满足n（N₂）：n（H₂）=1mol：3mol=1：3即可，n（N₂）：n（H₂）=1：3等于化学计量数之比，故氨气的物质的量为任意值，氨气的转化率为70%，
故选C．

点评：本题考查等效平衡的有关计算，难度中等，注意理解等效平衡规律：1、恒温恒容，反应前后气体体积不等，按化学计量数转化一边，对应物质满足等量；反应前后气体体积相等，按化学计量数转化一边，对应物质满足等比，2：恒温恒压，按化学计量数转化一边，对应物质满足等比．