Question

2．恒温下，将a molN₂与b molH₂的混合气体通入10L 固定容积的密封容器中，发生如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．
（1）若反应进行到10min时，n （N₂）=10mol，n （NH₃）=6mol，计算a的值以及用氢气表示的反应的平均速率0.09mol/（L•min）．
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标准状况下），其中所含氨气的体积分数为25%，计算平衡时氢气的转化率50%．

Answer 1

分析 （1）根据方程式计算：
                N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
起始（mol）：a         b              0
转化（mol）：3         9               6
10min时（mol）：a-3       b-9             6
所以a-3=10，据此计算a的值，根据氨气的反应速率可计算出氢气的反应速率；
（2）混合气体的体积为716.8L，其中所含氨气的体积分数为25%，则生成NH₃的体积为179.2L即为8mol，据此计算出参加反应的氢气的物质的量，同时通过列方程组的方法可计算出起始时氢气的物质的量，进而确定转化率．

解答 解：（1）根据方程式计算：
                  N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
起始（mol）：a         b              0
转化（mol）：3         9               6
10min时（mol）：a-3       b-9              6
所以a-3=10，则a=16，
反应进行到10min时，v（NH₃）=$\frac{\frac{6mol}{10L}}{10min}$=0.06mol/（L•min），所以v（H₂）=$\frac{3}{2}$v（NH₃）=$\frac{3}{2}$×0.06mol/（L•min）=0.09mol/（L•min），
故答案为：16； 0.09mol/（L•min）；
（2）混合气体的体积为716.8L即为32mol，其中所含氨气的体积分数为25%，则生成NH₃的体积为179.2L即为8mol，根据方程式可知，反应前总物质的量为32mol+8mol=40mol，参加反应的氢气的物质的量为$8×\frac{3}{2}$mol=12mol，根据（1）的计算可知，氮气起始物质的量为16mol，所以氢气起始物质的量为24mol，所以氢气的转化率为$\frac{12}{24}$×100%=50%，
故答案为：50%．

点评 本题考查化学平衡的计算，题目难度不大，注意利用三段式法结合化学方程式计算．