Question

19．某溫度下在恒容密閉容器中，使2mol N₂和6mol H₂混合發(fā)生下列反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）（正反應為放熱反應），平衡后測得NH₃的體積分數為m．
（1）當反應達到平衡時，N₂和H₂的濃度比是1：3；N₂和H₂的轉化率比是1：1．
（2）升高平衡體系的溫度（保持體積不變），混合氣體的平均相對分子質量變小，密度不變．（填“變大”、“變小”或“不變”）
（3）當達到平衡時，充入氬氣，并保持壓強不變，平衡將逆向 （填“正向”“逆向”或“不”）移動．
（4）若溫度不變，只改變起始加入量，使之反應平衡后NH₃的體積分數仍為m，若N₂、H₂、NH₃的加入量用X、Y、Z表示應滿足：若X=1.5，Y=4.5，Z=1．

Answer 1

分析 （1）加入的氮氣和氫氣的物質的量之比等于其化學計量數之比，無論反應到什么程度，氮氣和氫氣的濃度之比永始終是1：3，轉化率之比1：1；
（2）平均相對分子質量=$\frac{氣體質量總和}{氣體物質的量總和}$，ρ=$\frac{m}{V}$；
（3）充入氬氣并保持壓強不變，體積變大；
（4）若溫度不變，只改變起始加入量，使之反應平衡后NH₃的體積分數仍為m，則說明兩平衡為等效，即轉化到一邊一樣．

解答 解：（1）加入的氮氣和氫氣的物質的量之比等于其化學計量數之比，無論反應到什么程度，用氮氣和氫氣表示的速率正比等于化學計量數之比，所以氮氣和氫氣的濃度之比永始終是1：3，轉化率之比1：1，
故答案為：1：3；1：1；
（2）升溫，平衡逆向移動，氣體物質的量增大，質量不變，氣體的平均相對分子質量=$\frac{氣體質量總和}{氣體物質的量總和}$，所以，混合氣體的平均相對分子質量減小；
因容器體積沒變，氣體質量不變，所以密度不變，
故答案為：變小；不變；
（3）充入氬氣并保持壓強不變，體積變大，相關氣體的分壓變小，平衡向體積增大的逆向移動，故答案為：逆向；
（4）若溫度不變，只改變起始加入量，使之反應平衡后NH₃的體積分數仍為m，則說明兩平衡為等效，即轉化到一邊一樣
      N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1，
      2      6          0
       1.5    Y          Z 
根據轉化到一邊一樣，即1.5+$\frac{Z}{2}$=2，Y+$\frac{3Z}{2}$=6，解得Y=4.5，Z=1，故答案為：4.5；1．

點評 本題考查了反應速率與化學計量數的關系、氣體的平均相對分子質量、密度、化學平衡的移動，題目難度不大．