Question

在2L密闭容器中，充入1mol N₂和3mol H₂，一定条件下发生合成氨反应，2min时达到平衡．测得平衡时N₂的转化率为40%，求：
（1）NH₃的平衡浓度．
（2）该温度下的平衡常数K的表达式（分别用N₂、H₂、NH₃的浓度表示）．
（3）H₂在平衡混合气体中的体积分数．     
（4）平衡时容器的压强与起始时压强之比．

Answer 1

分析：依据化学平衡的三段式列式计算得到平衡物质的量，结合平衡常数概念列式、体积分数为物质的量的分数，压强之比等于物质的量之比；

解答：解：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）：1       3            0
转化（mol）：0.4     1.2          0.8
平衡（mol）：0.6     1.8          0.8
（1）NH₃的平衡浓度=

0.8mol

2L

=0.4 mol∕L；
答：NH₃的平衡浓度为：0.4 mol∕L；
（2）K=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

=

(0.4mol/L)2

0.3mol/L×(0.9mol/L)3

；
答：该温度下的平衡常数K的表达式

(0.4mol/L)2

0.3mol/L×(0.9mol/L)3

；
（3）H₂的体积分数=

1.8mol

1.8mol+0.6mol+0.8mol

×100%=56.25%；
答：H₂在平衡混合气体中的体积分数56.25%；
（4）压强之比等于物质的量之比，P_后：P_前=n_后：n_前=3.2：4=4：5；
答：平衡时容器的压强与起始时压强之比为4：5；

点评：本题考查了化学平衡的三段式计算应用，主要是平衡时概念的应用，气体体积分数，压强关系是气体物质的量的关系计算，题目难度中等．