Question

1．在4L的密闭容器中，充入1mol N₂和4mol H₂，在一定条件下反应，3分钟后达到平衡状态，相同温度下，测得平衡时气体的压强比反应前混合气体的压强减少了12%，请计算：
（1）平衡时混合气体中三种气体的物质的量之比为n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=7：31：6
（2）N₂的转化率为30%
（3）3分钟内NH₃的平均反应速率为0.05mol/（L•min）．

Answer 1

分析 令参加反应的氮气的物质的量为nmol，根据三段式解题法，表示出反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时各组分的物质的量．
（1）根据压强之比等于物质的量之比，列方程求出n的值，进而确定三种气体的物质的量之比；
（2）根据转化率的定义计算，转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（3）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NH₃）．

解答 解：根据三段式解题法，表示出反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时各组分的物质的量．
令参加反应的氮气的物质的量为nmol，则：
　　　　　 　N₂+3H₂?2NH₃，
开始（mol）：1　 　 4　　　　0
变化（mol）：n　　 3n　　　　2n
平衡（mol）：1-n   4-3n     2n
压强之比等于物质的量之比，所以（1-n+4-3n+2n）mol=（1+4）mol×（1-12%），解得n=0.3，
（1）平衡时n（N₂）=（1-n）mol=（1-0.3）mol=0.7mol
平衡时n（H₂）=（4-3n）mol=（4-3×0.3）mol=3.1mol
平衡时n（NH₃）=2n=0.3mol×2=0.6mol
所以n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=0.7mol：3.1mol：0.6mol=7：31：6，
故答案为：n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=7：31：6；
（2）N₂ 的转化率为$\frac{0.3mol}{1mol}$×100%=30%，
故答案为：30%；
（3）3分钟内，以H₂ 表示的平均反应速率v（NH₃）=$\frac{\frac{0.6mol}{4L}}{3min}$=0.05 mol/（L•min），
故答案为：0.05 mol/（L•min）．

点评 本题考查化学平衡的有关计算，主要是反应速率，转化率等概念的理解应用，难度不大，注意基础知识的掌握与三段式解题法的运用．