Question

某温度下，向某密闭容器中加入2molN₂和6molH₂，使之反应合成NH₃，平衡后测得NH₃的体积分数为m．若T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：在恒温恒容的条件下：
（1）若X=0，Y=0，则Z=

 

．
（2）若X=0.4，Y=

 

，Z=

 

．
（3）X、Y、Z应满足的一般条件是

 

．

Answer 1

考点：等效平衡

专题：化学平衡专题

分析：恒温恒容的条件下，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH₃的体积分数仍为m，说明反应后达到的平衡与原平衡为完全等效平衡，
（1）二者为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边，一定满足n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol；
（2）属于完全等效平衡，按化学计量数转化到左边，必须满足n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol；
（3）将氨气的物质的量Z按照计算量转化成氮气和氢气，然后氮气、氢气总物质的量必须满足：n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol．

解答： 解：根据题意可知，恒温恒容条件下，改变起始加入量，使之反应平衡后NH₃的体积分数仍为m，两平衡为完全等效平衡，
（1）按化学计量数将氨气的物质的量转化成氮气和氢气的物质的量，一定满足：n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol，2mol氮气与6mol氢气按反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）完全转化可以得到4mol氨气，故Z=4，
故答案为：4；
（2）新的平衡与原平衡为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边满足：n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol，由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，则有：
0.4+0.5Z=2、Y+1.5Z=6，解得Z=3.2，Y=1.8，
故答案为：1.8；3.2；
（3）新的反应达到平衡后，与原平衡为等效平衡，按化学计量数转化到左边满足：n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol，即：X+0.5Z=2mol、Y+1.5Z=6，
故答案为：X+0.5Z=2mol、Y+1.5Z=6．

点评：本题考查了等效平衡知识，题目难度中等，注意掌握判断等效平衡的方法：（1）恒温、恒容条件下：换算为方程式同一半边物质后，起始投料相同；完全等效（相同等效）；（2）恒温、恒容条件下，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；（3）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．