Question

【题目】在一定温度和压强的密闭容器中，将平均分子质量为8.5的N2和H2混合，随后在一定条件下合成氨，当反应达到平衡时测得混合气体的平均分子质量为10。

（1）反应前N2和H2的体积比为_____；

（2）氮气的平衡转化率；_____________

（3）平衡混合气中氨气的体积分数。_____________

Answer 1

【答案】1：3 30% 17.6%

【解析】

（1）根据摩尔质量的定义求解；

（2）利用三段式计算求出平衡时各物质的物质的量，再利用转化率的定义求解；

（3）利用三段式求出平衡时各物质的物质的量，氨气的体积之比等于其物质的量之比。

（1）平均分子质量为8.5的N2和H2混合，设N2和H2的物质的量分别为x、y，则＝8.5，解得x：y＝1：3，故答案为：1：3；

（2）由（1）可知N2和H2的物质的量为1：3，设物质的量为a、3a，达到平衡时测得混合气体的平均分子质量为10，平衡后物质的量为＝3.4a，则

N2 + 3H2　 2NH3　　　　　　　

开始(mol)： a　 3a　　　0

变化(mol)： n　 3n　　 2n

平衡(mol)： a﹣n a﹣3n 2n

则(a﹣n)+(a﹣3n)+2n＝3.4a，解得n＝0.3a，

则氮气的平衡转化率为×100%＝30%，答：氮气的平衡转化率为30%；

（3）平衡混合气中氨气的体积分数为×100%＝17.6%，答：平衡混合气中氨气的体积分数为17.6%。