Question

在恒溫、恒壓和使用催化劑的條件下，已知：在容積可變的密閉容器中，充入1 L含3 mol H₂和1 mol N₂的混合氣體，反應達平衡時有a mol NH₃生成，N₂的轉化率為b%。
（1）若在恒溫、恒壓和使用催化劑的條件下，在體積可變的密閉容器中充入x mol H₂和y mol N₂，反應達平衡時有3a mol NH₃生成，N₂的轉化率仍為b%。則x=                                           ;
y=                                            。
（2）在恒溫、恒壓和使用催化劑的條件下，設在體積可變的密閉容器中充入x mol H₂、y mol N₂和z mol NH₃，若達平衡時N₂轉化率仍為b%，則x、y的關系為               ；z的取值范圍為                    。
（3）在恒溫［與（1）溫度相同］和使用催化劑的條件下，在容積不可變的密閉容器中，充入1 L含3 mol H₂和1 mol N₂的混合氣體，反應達平衡時N₂的轉化率為c%，則b、c的關系為         （用“<”、“=”或“>”表示），理由是                                                             。

Answer 1

（1）9  3 
（2）x=3y  z≥0
（3）b>c 在恒溫等體積的條件下，反應N₂+3H₂2NH₃，從起始到平衡狀態，反應的氣體總物質的量減少，則壓強減小，不利于NH₃的生成，所以b>c

試題分析：（1）由題目可知2個平衡等效。同溫、同壓條件下，充入物質的物質的量比與原平衡時的比值相同，則兩個平衡等效。本題中反應達平衡時有3a mol NH₃生成，是原平衡中氨氣的物質的量的3倍，所以加入的氮氣、氫氣是原來的3倍，氫氣為9mol，氮氣為3mol；
（2）在恒溫、恒壓和使用催化劑的條件下，達平衡時N₂轉化率仍為b%，則與原平衡等效，x與y的比值等于3:1，x=3y；z表示氨氣的物質的量，無論z是多少，轉化為反應物時x與y的比始終是3:1所以z≥0即可；
（3）恒溫、恒容條件下，充入1 L含3 mol H₂和1 mol N₂的混合氣體，與（1）相比，壓強減小，所以相當于在（1）的平衡的基礎上，減小壓強得到（3）,壓強減小，平衡逆向移動，氮氣的轉化率降低，所以c<b。