Question

在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)，已知加入1mol N₂和4mol H₂时，达到平衡后生成amol NH₃，在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，对①～③的状态，填写表中空白。

Answer

①1.5a ②0 0.5 ③2(n-4m) (n-3m)a

【解析】

试题分析：(1)在保持恒压时要使平衡等效，则最初的投料的比值是相同的，根据题意可知最初的氮气和氢气的体积之比是1︰4的，所以通过方程式换算后的氮气和氢气的体积之比必须满足1︰4。在实验③中设氨气的物质的量是x，则xmol氨气可以生成0.5xmol氮气和1.5xmol氢气，则一定有，解得x＝2(n-4m)mol。平衡是等效的，所以各种物质的含量分别是相同的，所以平衡时氨气的物质的量是不同的。氨气的物质的量和起始时氮气的物质的量成正比。

【考点定位】考查等效平衡与化学平衡的计算

【名师点晴】该题的难点是等效平衡的应用，所谓等效平衡是指外界条件相同时，同一可逆反应只要起始浓度相当，无论经过何种途径，都可以达到相同的平衡状态。等效平衡的判断及处理一般步骤是：进行等效转化——边倒法，即按照反应方程式的计量数之比转化到同一边的量，与题干所给起始投料情况比较。等效平衡一般有三种类型：I类：恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△n≠0的体系)：等效转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。Ⅱ类：恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△n＝0的体系)：等效转化后，只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。Ⅲ类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。解答该类型试题的关键是分清类别，用相应的方法求解即可。