Question

16．在固定容积的密闭容器中加入一定量N₂和H₂的混合气体进行反应N₂+3H₂═2NH₃，达平衡时，N₂的浓度为3.5mol/L，H₂的浓度为11mol/L，NH₃的浓度为5mol/L  求：
①该温度下，反应的平衡常数        
②H₂的起始浓度      
③N₂的转化．

Answer 1

分析 ①根据K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$计算平衡常数；
②平衡时c（NH₃）=5mol/L，设氮气、氢气起始浓度分别为xmol/L、ymol/L，则：
               N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol/L）：x      y        0
转化量（mol/L）：2.5    7.5      5
平衡量（mol/L）：x-2.5  y-7.5    5
结合平衡时氢气的浓度计算；
③结合平衡时氮气浓度计算氮气的起始浓度，N₂的转化率=$\frac{浓度变化量}{起始浓度}$×100%．

解答 解：①平衡时c（N₂）=3.5mol/L，c（H₂）=11mol/L，c（NH₃）=5mol/L，则平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{{5}^{2}}{3.5×1{1}^{3}}$=0.0054，
答：该温度下平衡常数为0.0054；
②平衡时c（NH₃）=5mol/L，设氮气、氢气起始浓度分别为xmol/L、ymol/L，则：
               N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol/L）：x       y        0
转化量（mol/L）：2.5     7.5      5
平衡量（mol/L）：x-2.5   y-7.5    5
平衡时c（H₂）=11mol/L，则y-7.5=11，故y=18.5
答：氢气的起始浓度为18.5mol/L；
③平衡时，N₂的浓度为3.5mol/L，则x-2.5=3.5，故x=6，N₂的转化率=$\frac{2.5mol/L}{6mol/L}$×100%=41.7%，
答：平衡时氮气的转化率为41.7%．

点评 本题考查化学平衡计算，注意掌握三段式再化学平衡计算应用，难度不大．