Question

某温度下，密闭容器中充入1mol N₂和3mol H₂，使之反应合成NH₃，平衡后，测得NH₃的体积分数为n₀，如果温度不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH₃的体积分数为n₀，N₂、H₂、NH₃的物质的量分别用x、y、z表示．
（1）恒温恒容条件下：
①若x=0，y=0，则z=

 

．
②若x=0.75mol，则y=

 

，z=

 

．
③x、y、z满足的一般条件是

 

．
（2）恒温恒压条件下，x、y、z满足的一般条件是

 

．

Answer 1

考点：等效平衡

专题：化学平衡专题

分析：（1）恒定T、V：若反应前、后气体体积相等：换算为方程式同一边物质后，起始投料符合同一比例；为不完全等效；
①为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边满足n（N₂）=1mol、n（H₂）=3mol来解答；
②为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边满足n（N₂）=1mol、n（H₂）=3mol来解答；
③依据极值转化为起始量，满足“等量等效”分析；
（2）恒定T、P时：恒温、恒压条件下：换算为方程式同一边物质后，起始投料符合同一比例；百分数W%（体积分数、物质的量分数或质量分数）一定相同；为不完全等效，依据极值转化为起始量，满足“等比等效”分析．

解答： 解：（1）恒定T、V：
①为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边满足n（N₂）=1mol、n（H₂）=3mol，1mol氮气与3mol氢气按N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）完全转化可以得到2mol氨气，故Z=2，
故答案为：2；
②为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边满足n（N₂）=1mol、n（H₂）=3mol，由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），则有：
0.75+0.5Z=1；
Y+1.5Z=3；
解得Z=0.5，Y=2.25；
故答案为：2.25；0.5；
③N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量 1       3         0
起始量 X       Y         Z
转化量 X+0.5Z Y+1.5Z     0
XYZ满足关系为：X+0.5Z=1，Y+1.5Z=3
故答案为：X+0.5Z=1 Y+1.5Z=3；
（2）恒定T、P时：
依据极值转化为起始量，满足“等比等效”分析；
      N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量 1       3        0
起始量 X       Y        Z
转化量 X+0.5Z Y+1.5Z    0
（X+0.5Z）：（Y+1，5Z）=1：3
Y=3X Z为任意值
故答案为：Y=3X Z为任意值．

点评：本题主要考查等效平衡，掌握恒温、恒容下前后气体体积不等的可逆反应等效平衡的条件时解题的关键，难度中等．