Question

：如圖所示，在一定溫度下，把2體積N₂和6體積H₂通入一個(gè)帶有活塞的容積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通，容器中發(fā)生以下反應(yīng)：（正反應(yīng)放熱），若反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得混合氣體的體積為7體積。據(jù)此回答下列問題：

（1）保持上述反應(yīng)溫度不變，設(shè)a、b、c分別代表初始加入的N₂、H₂和NH₃的體積，如果反應(yīng)達(dá)到平衡后混合氣體中各氣體的體積分?jǐn)?shù)仍與上述平衡相同，那么：

①若a=1，c=2，則b=_________。在此情況下，反應(yīng)起始時(shí)將向_________（填“正”或“逆”）反應(yīng)方向進(jìn)行。

②若需規(guī)定起始時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則c的取值范圍是_________。

（2）在上述裝置中，若需控制平衡后混合氣體為6.5體積，則可采取的措施是_________，原因是_________。

Answer 1

（1）①b=3  逆   ②  (2)降溫    由6.5<7可知，上述平衡應(yīng)向體積縮小的方向移動(dòng)，亦即向放熱方向移動(dòng)

解析:

（1）①化學(xué)反應(yīng)：在定溫、定壓下進(jìn)行，要使平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)等效，只要起始時(shí)就可以達(dá)到。已知起始時(shí)各物質(zhì)的體積分別為1體積N2、b體積H2和2體積。根據(jù)“等價(jià)轉(zhuǎn)換”法，將2體積通過反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成和的體積，則相當(dāng)于起始時(shí)有（1+1）體積和（b+3）體積，它們的比值為，解得b=3。

因反應(yīng)前混合氣體為8體積，反應(yīng)后混合氣體為7體積，體積差為1體積，由差量法可解出平衡時(shí)為1體積；而在起始時(shí)，的體積為c=2體積，比平衡狀態(tài)時(shí)大，為達(dá)到同一平衡狀態(tài)，的體積必須減小，所以平衡逆向移動(dòng)。

②若需讓反應(yīng)逆向進(jìn)行，由上述①所求出的平衡時(shí)的體積為1可知，的體積必須大于1，最大值則為2體積和6體積完全反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的的體積，即為4體積，則。

（2）由6.5<7可知，上述平衡應(yīng)向體積縮小的方向移動(dòng)，亦即向放熱方向移動(dòng)，所以采取降溫措施。