Question

Ⅰ．在一定溫度下，把2mol N₂和6mol H₂通入一個體積不變的密閉容器中（如圖）發生反應：N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃ （g）（正反應為放熱反應）若反應達到平衡后，測得混和氣體為7mol．據此回答下列問題：
保持上述反應溫度不變，使a、b、c分別代表初始加入的N₂、H₂和NH₃的物質的量，如果反應達到平衡后混和氣體中各物質的物質的量分數仍與上述平衡時完全相同，那么：
（1）若a=1mol，c=2mol，則b=______ mol，在此情況下，反應起始時將向______方向進行（填“正”或“逆”）
（2）若規定起始時反應向逆反應方向進行，則c的取值范圍是______．
（3）在上述裝置中，若需控制平衡后混和氣體的物質的量為6.5mol，則可采取的措施是______
Ⅱ．如圖所示，溫度不變時，把某容器分割成A、B兩部分，A容器體積固定不變，B有可移動的活塞，現在A中充入2mol SO₂和1mol O₂，在B中充入2mol SO₃和 1mol N₂，在相同條件下發生可逆反應：2SO₂（g）+O₂（g）  2SO₃（g）．根據下列要求填寫空白：
（1）固定活塞位置在3處不動，達到平衡時，設A中壓強為P_A，B中壓強為P_B，則P_A與P_B的關系是P_A______P_B（填“＜”、“=”、“＞”）．
（2）若要使A與B中平衡狀態相同，可移動活塞的位置應在______處．
（3）若活塞右移到5處，達到平衡后，B中SO₃為x mol，A中SO₃為y mol，則x和y 的關系是
x______y．（填“＜”、“=”、“＞”）．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ從等效平衡的角度分析，要使平衡狀態與原平衡狀態等效，只要起始時就可以達到，并以此判斷平衡向逆反應方向進行c的取值范圍；
Ⅱ根據左右兩個容器壓強相等，從等效平衡的角度分析．
解答：解：Ⅰ、（1）化學反應：在定溫、定壓下進行，要使平衡狀態與原平衡狀態等效，只要起始時就可以達到．已知起始時各物質的體積分別為1molN₂、bmolH₂和2molNH₃．根據“等價轉換”法，將2molNH₃ 通過反應的化學計量數之比換算成和的體積，則相當于起始時有（1+1）molN₂和（b+3）molH₂，它們的比值為，解得b=3．
 因反應前混合氣體為8mol，反應后混合氣體為7mol，體積差為1mol，由差量法可解出平衡時NH₃為1mol；
而在起始時，NH₃的物質的量為c=2mol，比平衡狀態時大，為達到同一平衡狀態，NH₃的物質的量必須減小，所以平衡逆向移動．
故答案為：3；逆；
（2）若需讓反應逆向進行，由上述①所求出的平衡時NH₃的物質的量為1可知，NH₃的物質的量必須大于1，最大值則為2molN₂和6molH₂完全反應時產生的NH₃的物質的量，
即為4mol，則1＜c＜4．故答案為：1＜c＜4；
 （3）由6.5＜7可知，上述平衡應向體積縮小的方向移動，亦即向放熱方向移動，所以采取降溫措施．故答案為：降低溫度；
Ⅱ、A中充入2 mol SO₂和1 mol O₂與B中充入2 mol SO₃和1 mol N₂，由于N₂與反應無關，故只占分壓．活塞在3處時相同條件下達平衡時是等效的，但B中有1 mol N₂，故壓強比A大．
若使A與B中平衡狀態相同且達平衡時活塞在4.5處，則B中必須相當于3 mol SO₂和1.5 mol O₂，故應再通入SO₃ 1 mol．若活塞右移到5處，則B中壓強減小平衡向生成SO₂的方向移動，故n（SO₃）減小，
故答案為：（1）＜；（2）3；（3）＜．
點評：本題考查化學平衡移動的計算和判斷，本題難度較大，注意等效平衡的理解和應用．