Question

在一定温度下将100ｍＬＮ_２，Ｈ_２混合气充入密闭恒压容器内，发生反应达到平衡时维持温度不变，测得混合气的密度是反应前密度的1．25倍，平均分子量为15．5。求平衡时Ｎ_２的转化率；Ｎ_２，Ｈ_２两种气体开始时各为多少毫升?

Answer 1

平衡时Ｎ_２的转化率25％；Ｎ_２，Ｈ_２两种气体开始的体积分别为40ｍＬ和60ｍＬ。

∵同Ｔ同P下有（ρ_１／ρ_２）＝（ｍ_１／ｍ_２）

　　∴有（1／1．25）＝（ｍ_１／15．5）?解得ｍ_１＝12．4
（Ｖ_１／Ｖ_２）＝（n_１／n_２）
　　即：?Ｖ_Ｎ２∶Ｖ_Ｈ２＝10．4∶15．6
　　∴?Ｖ_Ｎ２＝10．4／（10．4＋15．6）×100mL＝40ｍＬ
　　??Ｖ_Ｈ２＝100mL－40mL＝60ｍＬ
　　设Ｎ_２转化的体积为ｘ，则有：
　　?????Ｎ_２?　＋　?3Ｈ_２2ＮＨ_３
　　起始体积　40　　　　　　60　　　　0
　　转化体积　ｘ　　　　　　3ｘ　　　2ｘ
　　平衡体积　40－ｘ　　　60－3ｘ　　2ｘ
　　?Ｖ_总＝40－ｘ＋60－3ｘ＋2ｘ＝100－2ｘ
　　∴有：
　　15．5＝（（40－ｘ）×28＋（60－3ｘ）×2＋2ｘ×17）／（100－2ｘ）
　　解得?ｘ＝10ｍＬ
　　∴Ｎ_２的转化率为：
　　Ｎ_２％＝（10／40）×100％＝25％