Question

一定条件下，在一固定容积密闭容器中发生如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），若开始时只充入2a mol NH₃，达到平衡时，混合气体的压强比起始时增大了40%．若开始时充入a mo N₂和3a mol H₂的混合气体，求：
（1）达到平衡时H₂的转化率

60%

；
（2）平衡时NH₃在混合气体中的体积分数

42.9%

．

Answer 1

分析：N₂ （g）+3H₂（g） 2NH₃ （g）
起始（mol）   0       0                       2a
反应（mol）    x      3x                      2x
平衡（mol）   x      3x                     （2a-2x）
达到平衡时，混合气体的压强比起始时增大了40%，
则

x+3x+(2a-2x)

2a

=1.4，解得x=0.4a，
以此计算转化率和气体的体积分数．

解答：解：N₂ （g）+3H₂（g） 2NH₃ （g）
起始（mol）   0       0                           2a
反应（mol）   x      3x                           2x
平衡（mol）   x       3x                       （2a-2x）      
达到平衡时，混合气体的压强比起始时增大了40%，
则

x+3x+(2a-2x)

2a

=1.4，解得x=0.4a，
（1）若开始时充入a mol N₂和3a mol H₂的混合气体，达到平衡时，与开始充入2a mol NH₃平衡等效，
所以反应的H₂的物质的量为：3a-3x=3a-3×0.4a=1.8amol，则H₂的转化率为

1.8a

3a

×100%=60%，
故答案为：60%；
（2）NH₃在混合气体中的体积分数为

2a-2×0.4a

0.4a+1.2a+1.2a

×100%=42.9%，故答案为：42.9%．

点评：本题考查化学平衡的计算，明确化学平衡三段法计算方法及等效平衡是解答本题的关键，注意两平衡中平衡时量相同，题目难度中等．