Question

7．在一定温度和压强的密闭容器中，将平均分子质量为8.5的N₂和H₂混合，随后在一定条件下合成氨，当反应达到平衡时测得混合气体的平均分子质量为10．
（1）反应前N₂和H₂的体积比为1：3；
（2）氮气的平衡转化率；
（3）平衡混合气中氨气的体积分数．

Answer 1

分析 （1）平均分子质量为8.5的N₂和H₂混合，设N₂和H₂的物质的量分别为x、y，则$\frac{28x+2y}{x+y}$=8.5；
由（1）可知N₂和H₂的物质的量为1：3，设物质的量为a、3a，达到平衡时测得混合气体的平均分子质量为10，平衡后物质的量为$\frac{28a+6a}{10}$=3.4a，则
                    N₂+3H₂?2NH₃
开始（mol）：a　 3a　　　　0
变化（mol）：n　3n　　　　2n
平衡（mol）：a-n   a-3n        2n
则a-n+a-3n+2n=3.4a，解得n=0.3a，以此解答（2）、（3）．

解答 解：（1）平均分子质量为8.5的N₂和H₂混合，设N₂和H₂的物质的量分别为x、y，则$\frac{28x+2y}{x+y}$=8.5，解得x：y=1：3，
故答案为：1：3；
由（1）可知N₂和H₂的物质的量为1：3，设物质的量为a、3a，达到平衡时测得混合气体的平均分子质量为10，平衡后物质的量为$\frac{28a+6a}{10}$=3.4a，则
                    N₂+3H₂?2NH₃
开始（mol）：a　 3a　　　　0
变化（mol）：n　3n　　　　2n
平衡（mol）：a-n   a-3n        2n
则a-n+a-3n+2n=3.4a，解得n=0.3a，
（2）氮气的平衡转化率为$\frac{0.3a}{a}$×100%=30%，答：氮气的平衡转化率为30%；
（3）平衡混合气中氨气的体积分数为$\frac{2×0.3a}{3.4a}$×100%=17.6%，答：平衡混合气中氨气的体积分数为17.6%．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握反应前后的物质的量关系、化学平衡三段法为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意平均相对分子质量的应用，题目难度不大．