Question

在恒温压和使用催化剂的条件下，已知：在容积可变的密闭容器中，充入1L含3molH₂和1mol N₂的混合气体，反应达到平衡时有amol NH₃生成，N₂的转化率为b%．
（1）若在恒温、恒压和使用催化剂的条件下，在体积可变的密闭容器中充入xmol H₂和y mol N₂，反应达到平衡时有3amol NH₃生成，N₂的转化率仍为b%，则x=

 

，y=

 

．
（2）在恒恒温、恒压和使用催化剂的条件下，设在体积可变的密闭容器中充入xmol H₂、ymol N₂和zmol NH₃，若达到平衡是时N₂的转化率仍为b%，则x、y的关系为

 

，z的取值范围

 

．
（3）在恒温（与（1）温度相同）和使用催化剂的条件下，在容积不变的密闭容器中，充入1L含3mol H₂和1mol N₂的混合气体，反应达平衡时N₂的转化率为c%，则b、c的大小关系是

 

，理由是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡建立的过程

专题：化学平衡专题

分析：（1）恒温恒压条件下，只要加入的起始的反应物的物质的量之比相同，就属于等效平衡，根据等效平衡知识计算出x、y；
（2）根据恒温恒压下的等效平衡分析x、y的关系及z的取值范围；
（3）根据在恒温恒容条件下，反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），从起始到平衡状态时，反应的气体总物质的量减小，则压强减小分析．

解答： 解：（1）在恒温恒压下，由于氮气的转化率相同，该反应与原反应为等效平衡，由于反应达到平衡时有3amol NH₃生成，说明加入的反应物的物质的量是原反应的各物质的物质的量的3倍，即加入了3mol×3=9mol氢气、1mol×3=3mol氮气，
故答案为：9；3；
（2）在恒温恒压下，氮气的转化率相同，所以该反应达到的平衡与原平衡互为等效平衡，由于初始加入的氮气和氢气满足化学分离式1：3的关系，所以氨气的物质的量不影响氮气的转化率，只要满足z≥0即可；而氮气和氢气的物质的量必须满足1：3，即x=3y，
故答案为：x=3y；z≥0；
（3）在恒温恒容条件下，由于该反应是气体体积减小的反应，从起始到平衡状态时，反应的气体总物质的量减小，则压强减小，不利于氨气的生成，所以生成的氨气的物质的量减小，氮气的转化率减小，即b＞c，
故答案为：b大于c；在恒温恒容条件下，反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），从起始到平衡状态时，反应的气体总物质的量减小，则压强减小，不利于氨气的生成，所以b＞c．

点评：本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，涉及了等效平衡的判断及应用，注意恒温恒压条件下的等效平衡的条件，试题培养了学生的分析、理解、计算能力及灵活应用所学知识的能力．