Question

（1）在一定溫度下，向一個(gè)容積不變的容器中，通入2molN₂和8molH₂及固體催化劑，使之反應(yīng)．已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.2kJ?mol^-1．平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)的80%．
①平衡時(shí)N₂的物質(zhì)的量

 

，H₂的轉(zhuǎn)化率

 

②達(dá)到平衡時(shí)，放出的熱量為

 

．
（2）在一個(gè)容積為500mL的密閉容器中，充入5mol H₂和2mol CO．在一定溫度和一定壓強(qiáng)下，發(fā)生如下反應(yīng)：
2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g），經(jīng)過(guò)5min后達(dá)到平衡狀態(tài)．若此時(shí)測(cè)得CH₃OH蒸氣的濃度為2mol/L，求：（寫出計(jì)算過(guò)程）
①以H₂的濃度變化表示的該反應(yīng)的速率
②達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率
③該溫度下的K．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）①令平衡時(shí)參加反應(yīng)N₂的物質(zhì)的量為xmol，利用三段式表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，利用壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，結(jié)合平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)的80%列方程計(jì)算x的值，進(jìn)而計(jì)算氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量和氫氣的轉(zhuǎn)化率；
②根據(jù)（1）計(jì)算可知參加反應(yīng)的n（N₂），結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算放出的熱量；
（2）①利用三段式可以計(jì)算出用H₂的濃度變化表示的反應(yīng)速率；
②根據(jù)轉(zhuǎn)化率=

已轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物濃度

反應(yīng)物原始濃度

，可以計(jì)算出CO的轉(zhuǎn)化率；
③平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值，據(jù)此可以求得K的值；

解答： 解：（1）①令平衡時(shí)參加反應(yīng)N₂的物質(zhì)的量為xmol，利用三段式表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量：
              N₂（g）+3H₂（g）

催化劑   .

高溫高壓

2NH₃（g）
開始（mol）：2       8         　      0
變化（mol）：x       3x        　      2x
平衡（mol）：2-x   　  8-3x       　     2x
所以（2-x+8-3x+2x）=（2+8）×80%
解得x=1，所以H₂的轉(zhuǎn)化率為

3

8

×100%=37.5%
故答案為：1摩爾；  37.5%；
②根據(jù)（1）可知參加反應(yīng)的n（N₂）=1mol，所以放出的熱量為1mol×92.2kJ?mol^-1=92.2kJ，故答案為：92.2kJ；
（2）由題可知，一氧化碳的起始濃度為

2mol

0.5L

=4mol?L^-1，氫氣的起始濃度為

5mol

0.5L

=10mol?L^-1
            2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）
起始濃度：10mol?L^-1 4mol?L^-1 0      
轉(zhuǎn)化濃度：4mol?L^-1  2mol?L^-1           2mol?L^-1     
平衡濃度：6mol?L^-1    2mol?L^-1          2mol?L^-1     
①v（ H₂）=

4mol?L-1

5min

=0.8 mol/（L?min），故答案為：0.8mol?L^-1?min^-1；
②達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率=

2

4

×100%=50%，故答案為：50%；
③該溫度下的K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

=

2

2×62

=0.028，故答案為：0.028；

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)、計(jì)算及平衡常數(shù)的計(jì)算，難度中等；解決此類問(wèn)題時(shí)可以利用化學(xué)平衡的三段式進(jìn)行計(jì)算；