Question

【題目】一定條件下，在容積為0.1L的密閉容器中，通入0.4molN2和1.2molH2，進行反應，2s后達到平衡，此時容器內的壓強為起始時的3/4，試回答：

（1）能判斷該反應達到平衡狀態的依據是___________

A．斷開3molH—H鍵的同時斷開2molN—H鍵 B．c(N2) : c(H2): c(NH3) =1:3:2

C．混合氣體的平均相對分子質量不變 D．容器內密度不變

（2）N2的轉化率α1%＝_________，若相同條件下，此反應在容積可變的容器中進行，保持壓強不變，達到平衡，則N2的轉化率α2%________α1%（填“>”、“<”或“=”）

（3）該溫度下，反應的化學平衡常數K=__________，若此時再加入0.6molN2和0.4mol NH3，則平衡_______________（填“向左移動”、“向右移動”或“不移動”）

Answer 1

【答案】 C 50% > L2/mol2 不移動

【解析】試題分析：（1）A、斷開3molH-H鍵的同時斷開2molN-H鍵，則正逆反應速率不相等，不能說明反應到達平衡，應該是斷開3molH-H鍵的同時斷開6molN-H鍵，錯誤；B、反應達到平衡狀態時，各物質的濃度不變，不一定滿足c（N2）：c（H2）：c（NH3）=1：3：2，不能說明反應到達平衡，錯誤；C、該反應是體積變化的可逆反應，混合氣體的平均相對分子質量隨著反應的進行一直在改變，到達平衡時，混合氣體的質量不變，物質的量不變，則摩爾質量不變，所以混合氣體的平均相對分子質量不變，能說明反應到達平衡，正確；D、在任何時候，混合氣體的質量不變，容器的體積不變，則密度不變，所以容器內密度不變，不能說明反應到達平衡，錯誤。

（2）設轉化的N2的物質的量為n，

N2（g）+3H2（g）2NH3（g），

開始（mol） 0.4 1.2 0

轉化（mol） n 3n 2n

平衡（mol） 0.4-n 1.2-3n 2n

此時容器內的壓強為起始時的3/4，即總物質的量為起始的3/4，0.4-n+1.2-3n+2n=1.6×3/4，解得n=0.2，N2的轉化率α1%=0.2mol÷0.4mol×100%=50%；由于該反應是氣體體積減少的反應，此反應在容積可變的容器中進行，相當于在在恒容下增大壓強，平衡正向移動，N2的轉化率增大。

（3）反應 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）到達平衡時，氮氣、氫氣、氨氣的濃度分別為：2mol/L，6mol/L，4mol/L，反應的化學平衡常數K=42÷(2×63) L2/mol2=L2/mol2，若此時再加入0.6mol N2和0.4mol NH3，氮氣、氫氣、氨氣的濃度分別為：8mol/L，6mol/L，8mol/L，反應的濃度冪Qc=82÷=(8×63) L2/mol2=L2/mol2=K，所以平衡不移動。