Question

：如圖所示，在一定溫度下，把2體積N₂和6體積H₂通入一個帶有活塞的容積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通，容器中發生以下反應：（正反應放熱），若反應達到平衡后，測得混合氣體的體積為7體積。據此回答下列問題：

（1）保持上述反應溫度不變，設a、b、c分別代表初始加入的N₂、H₂和NH₃的體積，如果反應達到平衡后混合氣體中各氣體的體積分數仍與上述平衡相同，那么：

①若a=1，c=2，則b=_________。在此情況下，反應起始時將向_________（填“正”或“逆”）反應方向進行。

②若需規定起始時反應向逆反應方向進行，則c的取值范圍是_________。

（2）在上述裝置中，若需控制平衡后混合氣體為6.5體積，則可采取的措施是_________，原因是_________。

Answer 1

（1）①b=3  逆   ②  (2)降溫    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

解析:

（1）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1體積N2、b體積H2和2體積。根據“等價轉換”法，將2體積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）體積和（b+3）體積，它們的比值為，解得b=3。

因反應前混合氣體為8體積，反應后混合氣體為7體積，體積差為1體積，由差量法可解出平衡時為1體積；而在起始時，的體積為c=2體積，比平衡狀態時大，為達到同一平衡狀態，的體積必須減小，所以平衡逆向移動。

②若需讓反應逆向進行，由上述①所求出的平衡時的體積為1可知，的體積必須大于1，最大值則為2體積和6體積完全反應時產生的的體積，即為4體積，則。

（2）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。