在TK、300MPa时，往容积可变的密闭容器中充入1molN2、3molH2，此时，容器的体积为200L．向容器中加入催化剂（铁触媒）并保持恒温恒压，发生反应：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），达到平衡时NH3

Question

在TK、300MPa时，往容积可变的密闭容器中充入 1molN₂、3molH₂，此时，容器的体积为200L．向容器中加入催化剂（铁触媒）并保持恒温恒压，发生反应：N₂ （g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g），达到平衡时 NH₃的体积分数为 (1)/(3)．
试回答下列问题：
（1）保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2molNH₃，并加入铁触媒催化剂．则平衡时，N₂的体积分数是___，容器的体积为___．
（2）保持上述温度不变，在200L的定容容器中进行合成氨反应，改变起始时原料气的充入量，一段时间后，测得N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）  V（N₂）_正___3V（H₂）_逆（填：“>”、“<”、“=”、“不能确定”）
（3）温度仍保持TK，容器体积保持200L不变（恒容）．充入amolN₂，bmolH₂，并加入铁触媒催化剂，反应达到平衡时，NH₃的体积分数仍为 (1)/(3)，体系压强为300MPa．若a：b=1：3，则a=___mol．
（4）在三个相同容器中各充入1 molN₂和3molH₂，在某一不同条件下反应并达到平衡，氨的体积分数随时间变化曲线如下图．下列说法正确的是___（填序号）．
A．图Ⅰ可能是不同催化剂对反应的影响，且催化剂性能 2>1
B．图Ⅱ可能是同温同压下，不同催化剂对反应的影响，且催化剂性能1>2
C．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且P₁>P₂
D．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T₁>T₂  

Answer 1

（1）保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2molNH₃，并加入铁触媒催化剂．和加入 1molN₂、3molH₂，达到相同的平衡状态，氮气的体积分数=(1-0.5)/(4-2×0.5)×100%=16.67%，气体体积之比等于气体物质的量之比，4：200=（4-2×0.5）：V
V=150L；
故答案为：16.67%，150；
（2）平衡状态下平衡常数K=(((1)/(150))2)/((0.5)/(150)×((1.5)/(150))3)=1.3×10⁵；
浓度商Q=(((2)/(200))2)/((2)/(200)×((1)/(200))3)=80000<K，反应正向进行，
V（N₂）正：（H₂）正=1：3，（H₂）正=3V（N₂）正，V（N₂）正<3V（H₂）逆；
故答案为：<；
（3）温度仍保持TK，容器体积保持200L不变（恒容）．充入amolN₂，bmolH₂，并加入铁触媒催化剂，反应达到平衡时，NH₃的体积分数仍为(1)/(3)，体系压强为300MPa，若a：b=1：3，气体体积之比等于气体物质的量之比，开始投入氮气计算 恒容容器中150：1=200：x
x=1.33
故答案为：1.33；
（4）A．催化剂不影响平衡移动，氨气含量不变，由图象可知不符合，故A错误．
B．图Ⅱ可能是同温同压下，不同催化剂对反应的影响，且催化剂性能1>2，故B正确；
C．反应是气体体积变化的反应，改变压强，平衡变化，图Ⅱ不可能是不同压强对反应的影响，故C错误；
D．氨气的含量减小，先拐先平，T₁>T₂，反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，氨气含量减小，故D错误；
故答案为：B