Question

16．现有0.1mol N₂和0.4mol H₂的混合气体，在体积为2L的密闭容器中进行合成氨反应，平衡时压强是反应前压强的0.8倍，试计算：
（1）平衡时NH₃的浓度．
（2）平衡时混合气体的平均摩尔质量．

Answer 1

分析 发生3H₂+N₂?2NH₃，设转化的氮气为xmol，则
         3H₂+N₂?2NH₃，
开始 0.4     0.1     0
转化  3x        x       2x
平衡0.4-3x   0.1-x   2x
平衡时压强是反应前压强的0.8倍，则
$\frac{0.1-3x+0.4-x+2x}{0.1+0.4}$=0.8，
解得x=0.05mol，以此来解答．

解答 解：发生3H₂+N₂?2NH₃，设转化的氮气为xmol，则
         3H₂+N₂?2NH₃，
开始 0.4     0.1     0
转化  3x        x       2x
平衡0.4-3x   0.1-x   2x
平衡时压强是反应前压强的0.8倍，则
$\frac{0.1-3x+0.4-x+2x}{0.1+0.4}$=0.8，
解得x=0.05mol，
（1）平衡时NH₃的浓度为$\frac{2×0.05mol}{2L}$=0.05mol/L，
答：平衡时NH₃的浓度为0.05mol/L；
（2）平衡时混合气体的平均摩尔质量为$\frac{0.1mol×28g/mol+0.4mol×2g/mol}{0.5mol-2×0.05mol}$=9g/mol，
答：平衡时混合气体的平均摩尔质量为9g/mol．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法、物质的量比等于压强比为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意平均摩尔质量的计算及质量守恒应用，题目难度不大．