Question

6．某科研小组研究：在恒温、恒容（容器容积为2L，）下N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）反应的变化．初始条件n （H₂）=3mol、n （N₂）=1mol，反应达到平衡时H₂的转化率为60%，NH₃的体积分数约为43%
①此条件下反应的平衡常数K=8.3．
②若初始条件n （NH₃）=2mol，反应达到平衡时NH₃的转化率为40%，
③若初始条件n （H₂）=6mol、n （N₂）=2mol，反应达到平衡时NH₃的体积分数＞43%，此时移除0.5mol NH₃，再次达到平衡时NH₃的体积分数＞43% （填“＞、＜、=”）

Answer 1

分析 ①在化学平衡常数的表达式中，只列入气态物质和溶液；
②利用三段式法求解．
③根据平衡移动原理，恒温、恒容容器中，浓度对化学平衡移动的影响解答，增大反应物的浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大．

解答 解：①据H₂的转化率可求得反应的H₂ 3mol×60%=1.8mol，浓度为0.9mol/L，则有
                           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
反应前（mol/L）    0.5          1.5           0
反应了（mol/L）    0.3         0.9          0.6
平衡后（mol/L）    0.2         0.6          0.6
所以：K=$\frac{0．{6}^{2}}{0.2×0．{6}^{3}}$=8.3，
故答案为：8.3；
②相同条件下，初始时加入n（H₂）=3mol、n（N₂）=1mol和加入n（NH₃）=2mol，按等效平衡理论，达到平衡状态时，各物质的组成完全相同，
 则有                    N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
     反应前（mol/L）  0            0             1
     反应了（mol/L） 0.2        0.6           0.4
     平衡后（mol/L） 0.2        0.6          0.6
α（NH₃）=$\frac{0.4}{1}$×100%=40%，
故答案为：40%；
③因为体积为2L不变，若初始条件n （H₂）=6mol、n （N₂）=2mol，增大反应物的量，相当于加压，平衡正向移动，NH₃的体积分数比原平衡大；取出0.5molNH₃等于少加了0.25molN₂和0.75molH₂，但相对于原平衡，还是增大反应物的量，平衡正向移动，NH₃的体积分数还是比原平衡大，
故答案为：＞；＞．

点评 本题主要考查盖斯定律的应用、化学平衡常数及三段式法计算、化学平衡的移动，考查范围广，题目难度中等，注意等效平衡的理解应用．