Question

在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下(已知N₂(g）+3H₂(g） 2NH₃(g） kJ·mol）

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1mol N2、3mol H2	2mol NH3	4mol NH3
NH3的浓度(mol/L）	c1	c2	c3
反应的能量变化	放出akJ	吸收bkJ	吸收ckJ
体系压强(pa）	p1	p2	p3
反应物转化率	α1	α2	α3

请写出下列物理量的关系：

（1）浓度c₁与c₂_________________；2c₂与c₃________________

（2）能量a与b __________________；2b与c___________________

（3）压强p₁与p₂_________________；2p₂与p₃__________________

（4）转化率α₁与α₂________________；α₂与α₃___________________

Answer

（1）c1=c2；2c2﹤c3；

（2）a+b =92.4；2b﹥c

（3）p1=p2；2 p2 ﹥p3；

（4）α1+α2=1；α2 ﹥α3

【解析】

试题分析：甲投入1molN2、3molH2，乙容器投入量2molNH3，恒温恒容条件下，甲容器与乙容器是等效平衡，各组分的物质的量、含量、转化率等完全相等；而甲容器投入1molN2、3molH2，丙容器加入4molNH3，采用极限转化法丙相当于加入2molN2、6molH2，丙中加入量是甲中的二倍，如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍，则甲容器与丙容器为等效平衡，所以丙所到达的平衡，可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下，到达平衡后，再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡，由于该反应是体积减小的反应，缩小容器体积，增大了压强，平衡向着正向移动，所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙的。

（1）根据上述分析，甲容器与乙容器是等效平衡，c1=c2；丙容器相当于甲增大压强后的状态，增大压强，平衡向着正向移动，2c2＜c3，故答案为：c1=c2；2c2﹤c3；

（2）根据上述分析，甲容器与乙容器是等效平衡，a+b =92.4；丙容器相当于甲增大压强后的状态，增大压强，平衡向着正向移动，2b＞c，故答案为：a+b =92.4；2b﹥c；

（3）根据上述分析，甲容器与乙容器是等效平衡， p1=p2；丙容器相当于甲增大压强后的状态，增大压强，平衡向着正向移动，2p2＞p3，故答案为：p1=p2；2 p2 ﹥p3；

（4）根据上述分析，甲容器与乙容器是等效平衡，α1+α2=1；丙容器相当于甲增大压强后的状态，增大压强，平衡向着正向移动，α2＞α3，故答案为：α1+α2=1；α2 ﹥α3。

【考点定位】考查化学平衡影响因素、等效平衡

【名师点晴】本题考查化学平衡影响因素、等效平衡、化学平衡的计算，题目计算量较大，题目难度较大，关键是构建平衡建立的等效途径。等效平衡的常见规律：1、恒温恒压下，按化学计量数转化到一边，满足对应物质的物质的量之比相同，为等效平衡；2、恒温恒容下，若反应前后气体气体发生变化，按化学计量数转化到一边，满足对应物质的物质的量相等，为等效平衡；若反应前后气体的体积不变，按化学计量数转化到一边，满足对应物质的物质的量之比相同，为等效平衡。