题目内容
某温度下,把1 mol N2和3 mol H2通入一个容积可变的密闭容器里,发生反应:反应达到平衡状态,测得NH3为s mol 。若保持温度和压强不变,用m、n、p代表初始加入N2、H2、NH3的物质的量,只改变m、n数值,达到平衡各组分的质量分数不变,请填写表中编号为(1)—(3)各状态空格内的数据。
编号 | 初始状态/mol | 平衡状态NH3的物质的量/mol | ||
N2 | H2 | NH3不变 | ||
已知 | 1 | 3 | 0 | s |
(1) | 0 | 0 | 4 |
|
(2) |
|
| 0 | 3s |
(3) | 0.1 |
|
| 0.25s |
思路解析:根据等效平衡规律,需要加入的物质(换算成N2、H2)的物质的量比值应符合n(N2)∶n(H2)=1∶3,且与已知的n(N2)、n(H2)成正比。
起始 m n
换算 m+0.5 p n+1.5 p 0
(1)m=0、 n=0、p=4,得m+0.5 p=2,n+1.5 p=6,n(N2)、n(H2)为已知的2倍,平衡时,n(NH3)=2s mol 。
(2)平衡时,n(NH3)=3s mol,n(N2)、n(H2)为已知的3倍,即有
m+0.5 p=3,n+1.5 p=9,p=0代入得m=3,n=9。
(3)平衡时,n(NH3)=0.25s mol,n(N2)、n(H2)为已知的0.25倍,有m+0.5 p=0.25,n+1.5 p=0.75。m=0.1代入得p=0.3,n=0.3。
答案:(1)2s (2) 3 9 (3)0.3 0.3
编号 | 初始状态/mol | 平衡状态NH3的物质的量/mol | ||
N2 | H2 | NH3 | ||
已知 | 1 | 3 | 0 | S |
(1) | 0 | 0 | 4 |
|
(2) |
|
| 0 | 3s |
(3) | 0.1 |
|
| 0.25s |
编号 | N2 | H2 | NH3 | 平衡状态NH3的物质的量 |
已知 | 1 | 30 | 0 | s |
(1) | 0 | 0 | 4 |
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(2) |
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| 0 | 3s |
(3) | 0.1 |
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| 0.25s |
(10分)已知几种共价键的键能数据如下:
共价键 | N≡N | H-H | N-H |
键能/(kJ·mol-1) | 946 | 436 | 390.8 |
⑵某温度下,以1 mol N2和3mol H2作为初始反应物,在体积为2 L的恒容密闭容器中进行合成氨反应,达到平衡时测得反应放热68.1 kJ,试计算N2的转化率和该温度下的化学平衡常数。