Question

10．合成氨的反应为：N₂+3H₂?2NH₃，现往某2L的容器中充入2mol的N₂的和5mol的H₂，反应5min后，容器中N₂的物质的量减少为1mol，试求：
（1）5min后容器中H₂、NH₃的物质的量；
（2）5min内三者的反应速率各是多少？
（3）三者速率是否相等？它们之间有何关系？

Answer 1

分析 （1）依据氮气的物质的量计算出反应的氮气的物质的量，然后依据化学计量数得出氨气的物质的量；
（2）化学反应速率=$\frac{浓度的变化}{时间变化}$，据此计算即可；
（3）化学反应速率之比等于化学计量数之比，据此解答即可．

解答 解：依据化学平衡三段式列式计算 
             N₂+3H₂?2NH₃
初始物质的量 2 mol 5 mol  0mol
转化物质的量 1 mol 3 mol  2 mol
平衡物质的量 1 mol 2mol   2 mol
（1）前5min内H₂的物质的量为2mol，氨气的物质的量为2mol，答：5min后容器中H₂、NH₃的物质的量分别为2mol、2mol；
（2）平均反应速率υ（N₂）=$\frac{△c}{△t}=\frac{\frac{1mol}{2L}}{5min}$=0.1mol/（L•min），故υ（H₂）=$\frac{\frac{3mol}{2L}}{5min}$=0.3mol/（L•min），v（NH₃）=$\frac{\frac{2mol}{2L}}{5min}$=0.2mol/（L•min）；
答：前5min内N₂的平均反应速率为0.1mol/（L•min），氢气的平衡反应速率为：0.3mol/（L•min），氨气的平均反应速率为：0.2mol/（L•min）；
（3）由（2）计算可知，它们的速率不相同，但是表示的意义相同，化学反应速率之比等于化学计量数之比，故答案为：三者速率不相同，速率之比等于化学计量数之比．

点评 本题考查了化学平衡的三段式计算应用，主要是平衡浓度、反应速率的计算，压强关系是气体物质的量的关系计算，题目难度中等．