问题 问答题

把N2和H2以1:1的物质的量比混合后分成四等份,分别同时充入A、B、C、D四个装有催化剂的真空容器中(四个容器的容积固定,且不等),在保持相同温度的条件下,四容器中的合成氨反应相继达到平衡状态.分析表中的实验数据后回答有关问题((2)(3)小题用A、B、C、D填空).

容器代码ABCD
平衡时
.
M
(混)
1617
平衡时N2转化率20%
平衡时H2转化率30%
(1)①②③分别为______、______、______.

(2)都达到平衡时,______容器的NH3的物质的量所占的比例最大.

(3)四个容器的容积由小到大的顺序是______.

答案

(1)令平衡时N2转化率为x,则:

              N2+3H2⇌2NH3

起始(mol):1     1     0

变化(mol):x     3x    2x

平衡(mol):1-x  1-3x   2x

对于B容器,则

3x
1
=30%,解得x=10%

对于C容器,则

1×28+1×2
1-x+1-3x+2x
=16,解得x=6.25%

对于D容器,则

1×28+1×2
1-x+1-3x+2x
=17,解得x=11.8%

故答案为:10%;6.25%;11.8%;

(2)由上述分析可知,α(N2)和α(H2)越大,平衡混合气体NH3的含量越大,氮气转化率A>D>B>C,故A容器的NH3的物质的量所占的比例最大,

故答案为:A;

(3)体积越小,压强越大,反应物转化率高,由上述分析可知,氮气转化率A>D>B>C,故体积A<D<B<C,

故答案为:A<D<B<C.

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