Question

把4mol N₂和8mol H₂置于5L密閉容器合成氨反應，經(jīng)過2min后達到平衡時測得混合氣體中含NH₃的體積百分比為20%，求：
（1）混合氣體中含H₂的體積百分比；
（2）反應前后容器內(nèi)的壓強比；
（3）N₂和H₂的轉(zhuǎn)化率．（4）求H₂的反應速率．

Answer 1

分析：根據(jù)反應方程式，利用三段式解題法，列方程，求出2min后達到平衡，體系各組分的物質(zhì)的量；再逐題解答．
（1）根據(jù)體積百分比定義計算；
（2）一定條件下，壓強之比大于物質(zhì)的量之比；
（3）根據(jù)轉(zhuǎn)化率的定義計算；
（4）根據(jù)v=

△c

△t

計算．

解答：解：設參加反應N₂ 的物質(zhì)的量為xmol，
則：N₂ （氣）+3H₂ （氣）2NH₃（氣）
 開始    4mol      8mol           0mol
 變化    xmol      3xmol          2xmol
 平衡 （4-x）mol   （8-3x）mol    2xmol
所以有：

2x

(4-x)+(8-3x)+2x

=20%，解得x=1
（1）、混合氣體中含H₂的體積百分比為

8-3x

12-2x

×100%=

8-3×1

12-2×1

×100%=50%；
答：混合氣體中含H₂的體積百分比為50%
（2）平衡時，反應混合物的總物質(zhì)的量為（12-2x）=（12-2×1）mol=10mol，
反應前后容器內(nèi)的壓強比為（4+8）mol：10mol=6：5；
答：反應前后容器內(nèi)的壓強比為6：5
（3）N₂的轉(zhuǎn)化率為

1mol

4mol

×100%=25%，
H₂的轉(zhuǎn)化率為

3mol

8mol

×100%=37.5%；
答：N₂的轉(zhuǎn)化率為25%，H₂的轉(zhuǎn)化率為37.5%．

點評：本題考查了化學平衡的有關計算，難度不大，三段式法是解答化學平衡計算的常用方法，注意總結歸納．