Question

化学题的答案看不懂。帮忙分析下

在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下(已知 N2+3H2=2NH3) △H=-92.4KJ/mol

答案上说: 可假设丙的容积为甲的2倍,达到平衡时浓度与甲相等,再压缩至容积相等,若平衡不移动则氨气的浓度为甲中的2倍,现平衡向正反应方向移动,则有2c1＜c3

图: http://hi.baidu.com/g%D2%BB%BF%C3%B2%DDg/album/item/3e9a4adf4feadc888d1029d4.html#

问:为什么要假设丙的容积为甲的2倍,达到平衡时浓度与甲相等? 为什么丙的容积为甲的2倍时达到平衡时浓度与甲相等??

Answer 1

这是典型的等效平衡问题...
我先讲一下什么是等效平衡（不过你也应该知道吧）:
①在恒温、恒容下
（方程式前系数之比不同时）只要能使各物质的初始物质的量分别相等，就可以建立等效平衡。两个平衡的所有对应平衡量(包括正逆反应速率、各组分的物质的量分数、物质的量浓度、气体体积分数、质量分数等)完全相等。
（方程式前系数之比相同时)只要能使各物质初始物质的量之比相等就可以建立相似平衡。即两平衡的关系是相似关系。两平衡中各组分的物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等；而两平衡中的正逆反应速率、各组分平衡时的物质的量及物质的量浓度等对应成比例。
②在恒温、恒压下
只要使各物质初始浓度之比相等即可建立等效平衡。即两平衡的关系是相似关系。两平衡中各组分平衡时的物质的量浓度、物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等；每个平衡中，正、逆反应速率彼此相等；两平衡中正与正，反与反速率各自对应成比例；而两平衡中各组分平衡时的物质的量等对应成比例。

接下来看这道题，由甲换算出将会生成氨气（假设转化率是100%）的物质的量是2mol，而丙中氨气是4mol，因此其“初始的物质的量”并不相等但成比例，在容器恒容条件下无法建立等效平衡，那么可以将丙容器体积扩大为原先的2倍（即甲的2倍），从而变成恒压条件（即甲与丙中压强相等），此时的甲与丙中反应达到的平衡就是等效平衡了，故此时甲与丙中氨气浓度相等，均为c1，接下来再将丙恢复原先体积（即缩小一半），如果平衡不移动那么氨气的浓度就是2c1，但由于压缩容器（相当于加压），平衡会正向移动（向体积增大的方向移动），直到达到新的平衡，而该平衡下氨气浓度c3就大于2c1了。

Answer 2

这是因为不这样假设，就不容易比较c1和c3【氨起始浓度大，平衡向左进行的程度大，但是剩余的氨也多。】；假设为甲的2倍,就相当于两个甲容器反应，所以达到平衡时，每一个都与甲相同，合起来也就是浓度与甲相等【在此基础上变化时，氨的平衡浓度就明显地能够看出来。】。

Answer 3

即分合法 假设有两个甲，然后再压缩，后根据气压变化判断