Question

一定条件下，在容积为0.1L的密闭容器中，通入0.4mol N₂和1.2mol H₂，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0.6mol N₂和0.4mol NH₃，则平衡

 

（填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”）．

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,化学平衡常数的含义

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据化学平衡状态的特征分析，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，做题时要注意方程式前后气体的化学计量数的关系；
（2）利用三段法求出反应的氮气，然后依据转化率公式来求解；此反应在容积可变的容器中进行，由于该反应是气体体积减少的反应，相当于在在恒容下增大压强，平衡正向移动来解答；
（3）根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积来计算；根据浓度熵与平衡常数的关系来判断；

解答： 解：（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，故A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，故B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，故C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，故D错误；
故选：C；
（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；
故答案为：50%；＞；
（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

=

1

27

；
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Q_c=

82

8×63

=

1

27

=K，所以平衡不移动．
故答案为：

1

27

；不移动．

点评：本题考查了化学平衡态的判断、三段计算法的运用、平衡常数的计算与运用，掌握基础是关键，题目难度中等．