Question

在密閉容器中，對于反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），N₂和H₂起始的量分別為2mol和6mol，達到平衡時H₂的轉化率30%．若從氨氣開始進行化學反應，在相同條件下欲使平衡時各成分的含量與前者相同，則起始時NH₃物質的量和NH₃的轉化率分別是（　　）

A．3mol和70%

B．2mol和80%

C．2mol和70%

D．4mol和70%

Answer 1

分析：從氨氣開始進行化學反應，平衡時各組分的含量相同，二者為等效平衡：
若為恒溫恒容，按化學計量數轉化到左邊滿足n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol即可，根據原平衡時氫氣轉化率計算原平衡體系中氫氣的物質的量，據此計算參加反應的氨氣的物質的量，再根據轉化率定義計算；
若為恒溫恒壓，按化學計量數轉化到左邊滿足n（N₂）：n（H₂）=2mol：6mol=1：3即可，n（N₂）：n（H₂）=1：3等于化學計量數之比，故氨氣的物質的量為任意值，氨氣的轉化率與恒溫恒容條件下相同．

解答：解：從氨氣開始進行化學反應，平衡時各組分的含量相同，二者為等效平衡：
若為恒溫恒容，按化學計量數轉化到左邊滿足n（N₂）=2mol、n（H₂）=6mol，氮氣與氫氣的物質的量之比等于化學計量數之比，由方程式可知n（NH₃）=2n（N₂）=2×2mol=4mol，
原平衡時氫氣轉化率為30%，則原平衡體系中氫氣的物質的量為6mol×（1-30%）=4.2mol，故從氨氣建立平衡生成的氫氣為4.2mol，由方程式可知，參加反應的氨氣的物質的量為4.2mol×

2

3

=2.8mol，故從氨氣建立等效平衡，氨氣的轉化率為：

2.8mol

4mol

×100%=70%；
若為恒溫恒壓，按化學計量數轉化到左邊滿足n（N₂）：n（H₂）=2mol：6mol=1：3即可，n（N₂）：n（H₂）=1：3等于化學計量數之比，故氨氣的物質的量為任意值，氨氣的轉化率為70%，
故選ACD．

點評：本題考查等效平衡的有關計算，難度中等，注意理解等效平衡規律：1、恒溫恒容，反應前后氣體體積不等，按化學計量數轉化一邊，對應物質滿足等量；反應前后氣體體積相等，按化學計量數轉化一邊，對應物質滿足等比，2：恒溫恒壓，按化學計量數轉化一邊，對應物質滿足等比．