Question

密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应：N₂（气）+3H₂（气）?2NH₃（气），已知加入1mol N₂和3mol H₂，在恒压条件下，达到平衡时生成a mol NH₃[见下表中编号（1）的一行]；在恒容条件下，达到平衡时生成b mol NH₃[见下表中编号（4）的一行]．若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变．
请填空：

状态 条件	起始时各物质的物质的量（mol）				平衡时NH3的物质的量（mol）
	编号	x（N2）	y（H2）	z（NH3）
恒压	（1）	1	3	0	a
	（2）	3		0
	（3）			0.2	0.5a
	x、y、z取值必须满足的一般条件：   ．
恒容	（4）	1	3	0	b
	（5）	0	0		b
	（6）		2.25		b
	x、y、z取值必须满足的一般条件（一个只含x、z，另一个只含y、z）：   ；   ．
	a与b的关系是：a   b（填＞、＜、=）

Answer 1

考点：化学平衡建立的过程,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变，即各个编号的反应之间互为等效平衡，在恒压强条件下，将所有生成物都折算成反应物后，起始量要成比例，在恒容条件下，由于该反应是气体体积不等的反应，所以将所有生成物都折算成反应物后，起始量要完全相等，据此进行计算和答题；

解答： 解：若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变，即各个编号的反应之间互为等效平衡，
在恒压强条件下，将所有生成物都折算成反应物后，起始量要成比例，所以实验编号1、2、3是成比例等效，在编号2中氮气是编号1的3倍，所以氢气也是3倍，即为9mol，平衡时，氨气也是3倍即为3a；在编号3中平衡时氨气是编号1中的一半，所以起始时，如果将0.2mol氨气折算成反应物，氮气的物质的量为0.5mol，氢气的物质的量为1.5mol，而0.2mol氨气相当于0.1mol氮气和0.3mol氢气，所以起始时氮气的物质的量为0.4mol，氢气的物质的量为1.2mol；根据成比例等效的原理可知，在反应N₂（气）+3H₂（气）?2NH₃（气）中，x、y、z取值必须满足的一般条件：y=3x（x≥0）；z≥0（x、y、z不同时为0）；
在恒容条件下，由于该反应是气体体积不等的反应，所以将所有生成物都折算成反应物后，起始量要完全相等，所以编号4、5、6三个容器中为完全等效，编号5中将反应物都折算成生物，氨气为2mol，在编号6中，氢气在编号4的基础上反应了0.75mol，所以根据化学方程式，氮气反应了0.25mol，还剩余0.75mol，生成氨气0.5mol，根据完全等效的原理，可知将Z折算成x、y可得，2x+z=2；2y+3z=6；
由于合氨反应是体积减小的反应，所以在达到平衡时，恒容过程达到的平衡体系的压强小于恒压过程得到的平衡体系，所以在起始量相同的情况下，a＞b，故答案为：

恒压	（2）		9		3a
	（3）	0.4	1.2
	y=3x（x≥0）；z≥0（x、y、z不同时为0）
恒容	（5）			2
	（6）	0.75		0.5
	2x+z=2；2y+3z=6．
	＞

点评：本题主要考查了等效平衡的思想，中等难度，解题目关键是注意不同条件下的等效平衡的要求．