Question

13．恒温下，将2mol N₂与3 mol H₂的混合气体通入一个容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），5min 时达化学平衡，v（N₂）=0.08mol/（L•min）
计算：（1）达到平衡时，H₂的转化率α（H₂）
（2）平衡时NH₃的物质的量是多少？NH₃的体积分数是多少？
（3）反应前后的压强比．

Answer 1

分析 5min 时达化学平衡，v（N₂）=0.08mol/（L•min），可知5min消耗n（N₂）=0.08mol/（L•min）×2L×5min=0.8mol，则
                 N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）  2              3               0
转化（mol）0.8           2.4             1.6            
平衡（mol）  1.2           0.6             1.6
以此计算各相关物理量．

解答 解：5min 时达化学平衡，v（N₂）=0.08mol/（L•min），可知5min消耗n（N₂）=0.08mol/（L•min）×2L×5min=0.8mol，则
                 N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）  2              3               0
转化（mol）0.8           2.4             1.6            
平衡（mol）  1.2           0.6             1.6
（1）达到平衡时，H₂的转化率α（H₂）=$\frac{2.4}{3}×100%$=80%．
答：达到平衡时，H₂的转化率α（H₂）为80%；
（2）平衡时NH₃的物质的量是1.6mol，NH₃的体积分数是$\frac{1.6}{1.2+0.6+1.6}×100%$=47%，
答：平衡时NH₃的物质的量是1.6mol；NH₃的体积分数是47%；
（3）反应前后的压强比等于物质的量比，即（2+3）：（1.2+0.6+1.6）=5：3.4=25：17，
答：反应前后的压强比为25：17．

点评 本题考查了化学平衡的计算，为高频考点，题目难度中等，涉及转化率、体积分数等计算，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．