Question

将对H₂相对密度为3.6 的N₂与H₂组成的混合气0.5mol 通入一恒容密闭容器中，一定条件下发生反应，平衡时容器内压强比反应前少了24%．求：
（1）反应前混合气中N₂和H₂的质量比．
（2）平衡混合气中，含氨的体积分数．
（3）平衡时N₂、H₂的转化率．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：对H₂相对密度为3.6 的N₂与H₂组成的混合气，其平均相对分子质量是7.2，根据M=

m

n

计算二者的物质的量之比，确定质量之比；根基三行式计算平衡混合气中，氨气的体积分数以及氮气和氢气的转化率．

解答： 解：（1）对H₂相对密度为3.6 的N₂与H₂组成的混合气，其平均相对分子质量是7.2，设氮气和氢气的物质的量分别是x，y，则x+y=0.5，

28x+2y

0.5

=7.2，解得x=0.1mol，y=0.4mol，所以对氮气的质量是0.1mol×28g/mol=2.8g，氢气质量是0.4mol×2g/mol=0.8g，反应前混合气中N₂和H₂的质量比是2.8：0.8=7：2，
答：反应前混合气中N₂和H₂的质量比是7：2；
（2）设达到平衡时消耗氮气的物质的量是x，
         N₂+3H₂?2NH₃
初始量：0.1   0.4  0
变化量：x     3x   2x
平衡量：0.1-x 0.4-3x 2x
平衡时容器内压强比反应前少了24%，则

0.1-x+0.4-3x+2x

0.5

=0.76，解得x=0.06，所以平衡混合气中，含氨的体积分数=

2×0.06

0.1-0.06+0.4-3×0.06+2×0.06

×100%=

0.12

0.38

×100%=31.6%，
答：平衡混合气中，含氨的体积分数是31.6%；
（3）氮气的转化率=

0.06

0.1

×100%=60%，氢气的转化率=

3×0.06

0.4

×100%=45%，答：平衡时N₂、H₂的转化率分别是60%和45%．

点评：本题考查学生化学平衡的计算，注意反应前后压强之比等于物质的量之比这一结论，难度中等．