Question

在一定条件下，将N₂和H₂的混合气体100ml通入密闭容器中，达平衡时，容器内的压强比反应前减少1/5，又测得此时混合气体的平均分子量为9．试求
（1）原混合气体中N₂和H₂各多少毫升？
（2）H₂的转化率为多少？

Answer 1

（1）设原混合气体中N₂的体积为x，H₂的体积为y，反应中转化的N₂的体积为a，则x+y=100mL ①，
N₂+3H₂ ?2NH₃ △V
1 3 2 2
a 3a 2a
反应后气体的体积减小了2a，根据容器内的压强比反应前减少1/5，则达到平衡状态时气体的物质的量比反应前减少了

1

5

，

2a

x+y

=

1

5

②，将①带人②解得，a=10mL，
根据三段式：N₂ +3H₂?2NH₃
反应前：x y0
体积变化10mL30mL 20mL
平衡：x-10 y-30mL 20mL
相同条件下，气体摩尔体积相同，设为V_m，根据质量守恒定律及反应后气体的体积可得，混合气体的平均分子量为：

28× x Vm +2× y Vm

x+y-20 Vm

=9 ③，
由③化简有19x-7y+180=0 ④
由①④联立，解得x=20mL，y=80mL，
答：原混和气体中有N₂20mL，H₂80mL；
（2）反应消耗10mL氮气，同时消耗了30mL氢气，所以氢气的转化率为：

30mL

80mL

×100%=37.5%，
答：H₂的转化率为37.5%．