Question

恒温下，将a mol N₂与b mol H₂的混合气体通入一个固定的密闭容器中．发生如下反应：N₂+3H₂?2NH₃
（1）若反应进行到某时刻，n（N₂）=13mol，n（NH₃）=6mol，求a？
（2）反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8L（标况下），其中NH₃的含量（体积分数）为25%，求b？
（3）达到平衡时，N₂和H₂的转化率之比为多少？

Answer 1

分析：（1）计算参加反应的氮气的物质的量，结合氨气的物质的量，利用物质的量之比等于化学计量数之比计算a的值．
根据三段式解题法，求出反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时各组分的物质的量．
（2）根据体积分数的定义计算b的值．
（3）根据转化率的定义计算．

解答：解：（1）利用物质的量之比等于化学计量数之比，所以（a-13）mol：6mol=1：2，解得a=16
答：a的值是16．
根据三段式解题法，求出反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时各组分的物质的量．
平衡时，氨气的物质的量为n（NH₃）=

716.8L×25%

22.4L/mol

=8mol　　　　　　
　　　　　 　N₂+3H₂　　2NH₃，
开始（mol）：16　　b　　　　　　   　0
变化（mol）：4　　12　　　　　    　 8
平衡（mol）：12　（b-12）8
（2）平衡时，NH₃的含量（体积分数）为25%，所以

8mol

12mol+(b-12)mol+8mol

×100%=25%，解得b=24
答：b的值为24．
（3）N₂的转化率

4mol

16mol

×100%=25%
H₂的转化率

12mol

24mol

×100%=50%
所以达到平衡时，N₂和H₂的转化率之比为25%：50%=1：2
答：达到平衡时，N₂和H₂的转化率之比为1：2．

点评：考查化学平衡的有关计算，难度不大，注意基础知识的掌握与三段式解题法的步骤．