Question

【題目】在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數據如下

(已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) kJ·mol)

容器	甲	乙	丙
反應物投入量	1mol N2、3mol H2	2mol NH3	4mol NH3
NH3的濃度(mol/L)	c1	c2	c3
反應的能量變化	放出akJ	吸收bkJ	吸收ckJ
體系壓強(pa)	p1	p2	p3
反應物轉化率	α1	α2	α3

請寫出下列物理量的關系：

（1）濃度c1與c2__________________2c2與c3 ________________

（2）能量a與b __________________2b與c___________________

（3）壓強p1與p2_________________2p2與p3 __________________

（4）轉化率α1與α2_________________α2與α3___________________

Answer 1

【答案】（1）c1=c2；2c2﹤c3；

（2）a+b =92.4；2b﹥c

（3）p1=p2；2 p2 ﹥p3；

（4）α1+α2=1；α2 ﹥α3

【解析】

試題分析：甲投入1molN2、3molH2，乙容器投入量2molNH3，恒溫恒容條件下，甲容器與乙容器是等效平衡，各組分的物質的量、含量、轉化率等完全相等；而甲容器投入1molN2、3molH2，丙容器加入4molNH3，采用極限轉化法丙相當于加入2molN2、6molH2，丙中加入量是甲中的二倍，如果恒溫且丙容器容積是甲容器2倍，則甲容器與丙容器為等效平衡，所以丙所到達的平衡，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達平衡后，再壓縮體積為與甲容器體積相等所到達的平衡，由于該反應是體積減小的反應，縮小容器體積，增大了壓強，平衡向著正向移動，所以丙中氮氣、氫氣轉化率大于甲和乙。

（1）根據上述分析，甲容器與乙容器是等效平衡，c1=c2；丙與乙比較，相當于增大壓強，平衡向正反應方向移動，氨氣的濃度增大，2c2＜c3，故答案為：c1=c2；2c2＜c3；

（2）甲投入1molN2、3molH2，乙中投入2molNH3，則甲與乙是完全等效的，根據蓋斯定律可知，甲與乙的反應的能量變化之和為92.4kJ，故a+b=92.4，丙容器反應物投入量4molNH3，是乙的二倍，丙中相當于增大壓強，平衡正向移動，氨氣的轉化率減小，吸收的能量減少，2b＞c，故答案為：a+b =92.4；2b﹥c；

（3）甲投入1molN2、3molH2，乙中投入2molNH3，則甲與乙是完全等效的， 平衡時壓強相等，p1=p2；丙容器反應物投入量4molNH3，是乙的二倍，若平衡不移動，丙中壓強為乙的二倍；由于丙中相當于增大壓強，平衡向著向著正向移動，所以丙中壓強減小，小于乙的2倍，即2p2＞p3，故答案為：p1=p2；2 p2 ﹥p3；

（4）甲容器和乙容器是達到等效平衡狀態，甲正向進行，乙逆向進行，則α1+α2=1，丙容器反應物投入量4molNH3，是乙的二倍，丙中相當于增大壓強，平衡向著向著正向移動，反應物的轉化率減小，即α2＞α3，故答案為：α1+α2=1；α2＞α3。