Question

合成氨是重要的化學工業，為了研究合成氨的反應原理，在一密閉容器內充入1 mol N₂和2 mol H₂，在一定條件下，使之發生如下反應：N₂+3H₂   2NH₃。
Ⅰ：若維持溫度不變，且密閉容器的容積固定為1 L。
(1) 當此反應經過2 min達到平衡狀態時，測得反應混合物中NH₃的物質的量為0.2 moL，則H₂在2 min內的平均反應速率為__________________。
(2)如果開始時，向該容器內加入0.5 moL N₂，要使反應混合物中三種氣體的物質的量分數仍與上述平衡時的完全相同，則還必須加入H₂ _______mol和NH₃ _______mol。
(3)如果開始時加入N₂、H₂、NH₃的物質的量分別為a mol 、b mol 、c mol ，要使反應達到平衡狀態時，反應混合物中三種氣體的物質的量分數仍與(1)平衡時完全相同，則a、b、c應滿足的一般條件是（a、b分別用含c的方程式表示）                 。
Ⅱ：若溫度維持不變，體系壓強維持與Ⅰ相同，密閉容器的容積由1 L隨反應進行而改變。
(4)開始時加入1 mol N₂和2 mol H₂，經過一段時間，容器中三種氣體的物質的量分數不再發生變化時，則NH₃的物質的量為__________（選填一個編號）
(甲)大于0.2 mol     (乙)等于0.2 mol
(丙)小于0.2 mol     (丁)可能大于、等于或小于0.2mol
作出此判斷的理由是__________________________________________。

Answer 1

(1)0.15 mol·L^-1·min^-1 (2分) 
(2) 0.5  1.0 (4分) 
(3)a +c="1 " b+ c="2" (3分)
(4)甲  溫度不變時，隨反應的進行，容器體積減小，體系壓強比平衡(1)時增大，平衡向正反應方向移動 (4分)

略