Question

在一个盛有催化剂、容积可变的密闭容器中，保持一定温度和压强，进行以下反应：N₂（g）+3H₂（g）

催化剂

高温高压

2NH₃（g）（正反应为放热反应），已知加入1mol N₂和6mol H₂时，达到平衡后生成a mol NH₃（见下表）．在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，对表中编号①～③的状态，填写表中的空白．

已知 编号	起始状态物质的量/mol			平衡时NH3的 物质的量/mol
	N2	H2	NH3
	1	6	0	a
①	1.5	9	0	1.5a
②	0	1.5	1	0.5a
③	m	g（g≥6m）	0	am或 ag 6

Answer 1

分析：容积可变的密闭容器中，保持一定温度和压强，进行以下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），把容器内的物质都转化为反应物，如果与原来加入的量等比例，则为等效平衡，平衡时各组分的体积分数不变；据此分析．

解答：解：①已知加入1mol N₂和6mol H₂时，达到平衡后生成a mol NH₃，根据等效平衡原理：加入1.5mol N₂和9mol H₂时，反应物的起始量是原来的1.5倍，则平衡时NH₃的量是原平衡的1.5倍，即氨气的物质的量为1.5amol；
②若平衡时NH₃的物质的量为0.5amol，则平衡时氨气的量是原来平衡氨气的物质的量的一半，所以起始时应加入0.5mol N₂和3mol H₂，已知起始时有氨气1mol，相当于有0.5mol N₂和1.5mol H₂所以还需1.5mol氢气，故起始时只需加入1.5molH₂和1molNH₃，
③若开始时加入m mol N₂和gmol H₂，则平衡是氨气的物质的量为：

1

m

=

a

n(NH3)

，所以n（NH₃）=am，或者

6

g

=

a

n(NH3)

，则n（NH₃）=

ag

6

；
故答案为：

已知 编号	起始状态物质的量/mol			平衡时NH3的 物质的量/mol
	N2	H2	NH3
	1	6	0	a
①	1.5	9	0	1.5a
②	0	1.5	1	0.5a
③	m	g（g≥6m）	0	am或 ag 6

点评：本题考查了化学平衡的计算，注意利用等效平衡原理解答，难度中等．