Question

12．在一定条件下，将N₂和H₂按体积比1：3混合充入某密闭容器，发生反应：N₂+3H₂?2NH₃．当反应达到平衡时，测得NH₃的体积分数为40%，则N₂在平衡混合气体中的体积分数为（　　）

• A． 40%
• B． 20%
• C． 15%
• D． 60%

Answer 1

分析 N₂和H₂按体积比1：3混合充入某密闭容器中，设氮气转化率为x，
               N₂+3H₂=2NH₃
起始量（mol）  1    3   0
变化量（mol）  x    3x   2x
平衡量（mol） 1-x  3-3x  2x
根据平衡混合气中NH₃的体积分数为40%，有$\frac{2x}{4-2x}$=40%，由此计算得x，进而确定N₂在平衡混合体系中的体积分数．

解答 解：N₂和H₂按体积比1：3混合充入某密闭容器中，设氮气转化率为x，
               N₂+3H₂=2NH₃
起始量（mol）  1    3   0
变化量（mol）  x    3x   2x
平衡量（mol） 1-x  3-3x  2x
根据平衡混合气中NH₃的体积分数为40%，有$\frac{2x}{4-2x}$=40%，
得到x=$\frac{4}{7}$，所以N₂在平衡混合体系中的体积分数为$\frac{1-\frac{4}{7}}{4-2×\frac{4}{7}}$×100%=15%，
故选C．

点评 本题考查了化学平衡的三段式计算应用，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和计算能力，题目难度不大，答题时注意体积分数的计算公式的应用．