Question

恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)

（1）若开始时放入1 mol N₂和3 mol H₂，达到平衡后，生成a mol NH₃，这时N₂的物质的量为________mol

（2）若开始时无NH₃，只放入N₂和H₂，达到平衡时生成NH₃的物质的量为3a mol，则开始时放入H₂的物质的量为________mol(平衡时NH₃的质量分数与(1)中相同)。

（3）若开始时放入x mol N₂、6 mol H₂和2 mol NH₃达到平衡后，N₂和NH₃的物质的量分别为y mol和3a mol，则y＝________。平衡时H₂的物质的量________(选填一个编号)。

A．大于6 mol     B．等于6 mol    C．小于6 mol     D．可能大于、小于或等于6 mol

（4）若在（3）的平衡混合物中，再加入6 mol NH₃，再次达到平衡后，NH₃的质量分数为________。

Answer

1-0.5a 9 3-1.5a D 0.5a

【解析】（1）设生成amolmolNH3转化的N2的物质的量为y，则：

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，

1 2

y amol

=，y=mol，则平衡时氮气的物质的量为1mol-mol=(1-0.5a)mol；

（2）若在恒温恒压条件1molN2与3molH2的混合气体通入一个容积可变的容器中发生反应，达平衡后，生成a molNH3，若只通入N2与H2，达平衡时生成3amolNH3，则开始时应通入N23mol，且平衡时NH3 的质量分数与前者相同，根据等效平衡及极限转化后起始的量与原起始量成正比，故H2的物质的量为3mol×3=9mol；

（3）若开始时通入xmolN2﹑6molH2和2molNH3，将2molNH3极限转化为反应物，则相当于开始加入（x+1）molN2﹑（6+3）molH2，达平衡后，NH3的物质的量3amol，则（x+1）mol：（6+3）mol=1：3，解得x=2mol，由恒温恒压条件，两种情况中起始的反应物的物质的量成正比，则平衡时各物质的含量成正比，则1molN2与3molH2的混合气体通入发生反应时平衡时氮气的物质的量为(1- )mol，故开始时通入2molN2﹑6molH2和2molNH3的混合气体通入发生反应时平衡时氮气的物质的量为(1- )mol×3=(3-1.5a)mol，由x=2得开始时通入2 molN2﹑6molH2和2molNH3，平衡时NH3的物质的量3a，则无法判断氨气开始的2mol与平衡时的3amol谁大，故不知道平衡到底向什么方向移动，所以应选D；

（4）若在（3）的平衡混合物中，再加入6molNH3，相当于成比例增大反应物，恒温、恒压下等效，故再次达到平衡后NH3的质量分数与原平衡相同，即NH3的质量分数=×100%=50a%=0.5a。