Question

恒温下，AmolN₂和BmolH₂的混合气体通入一个固定体积的密闭容器中，发生如下反应：N_2（g）+3H_2（g）?2NH_3（g），
（1）如果反应进行到t时，测的N₂为13mol，NH₃为6mol，则A的值
（2）达平衡时，混合气体为32mol，其中NH₃的体积分数为25%，则B的值
（3）达平衡时，N₂和H₂的转化率为多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）根据生成氨气的物质的量，利用物质的量之比等于化学计量数之比计算参加反应的氮气的物质的量，t时刻时氮气的物质的量与参加反应的氮气的物质的量之和为A的值；
（2）根据氨气的体积分数计算氨气的物质的量，利用差量法计算混合气体到达平衡时减少的物质的量，进而计算起始氮气与氢气的总的物质的量，进而计算B的值；
（3）根据平衡时氨气的物质的量，利用物质的量之比等于化学计量数之比计算参加反应的氮气、氢气的物质的量，再利用转化率定义计算氮气、氢气的转化率．
解答：解：（1）反应进行到t时，测的N₂为13mol，NH₃为6mol，由方程式可知，参加反应的氮气的物质的量为6mol×=3mol，故氮气的起始物质的量为：13mol+3mol=16mol，即A=16，
答：A的值为16；
（2）达平衡时，混合气体为32mol，其中NH₃的体积分数为25%，生成氨气的物质的量为32mol×25%=8mol，则：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）   气体体积减少△V
                 2               2
                 8mol            8mol
故起始时氮气、氢气总的物质的量为：32mol+8mol=40mol，
故起始时氢气的物质的量为：40mol-16mol=24mol，即B=24，
答：B的值为24；
（3）达平衡时，混合气体为32mol，其中NH₃的体积分数为25%，生成氨气的物质的量为32mol×25%=8mol，则：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
1       3         2
n（N₂）   n（H₂）     8mol
所以n（N₂）=8mol×=4mol，n（H₂）=8mol×=12mol，
故氮气的转化率为：×100%=25%，氢气的转化率为：×100%=50%，
答：平衡时氮气的转化率为25%，氢气的转化率为50%．
点评：本题考查化学平衡的有关计算，难度不大，计算确定氮气、氢气起始物质的量是解题的关键，注意（2）中利用差量法进行的计算．