题目内容
16.将N2和 H2按一定比例混合,在相同状况下其密度是H2的 3.6倍,取0.5mol该混合气体通入密闭容器内,使之发生反应并在一定条件下达到平衡.已知反应达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0.76倍,试求:(1)反应前混合气体中N2和 H2的体积比=1:4;
(2)达到平衡时混合气体中的氨的物质的量=0.06mol;
(3)平衡时N2的转化率=60%.
分析 (1)N2和 H2按一定比例混合,在相同状况下其密度是H2的3.6倍,则平均相对分子质量为3.6×2=7.2,设氮气为xmol,氢气为ymol,则:$\frac{28x+2y}{x+y}$=7.2,据此进行计算;
(2)由(1)可知,0.5mol该混合气体,物质的量分别为0.1mol、0.4mol,则
3H2+N2?2NH3,
开始 0.4 0.1 0
转化 3n n 2n
平衡0.4-3n 0.1-n 2n
达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0.76倍,则:$\frac{0.5-2n}{0.5}$=0.76,解得氨的物质的量;
(3)根据(2)计算氮气的转化率.
解答 解:(1)N2和 H2按一定比例混合,在相同状况下其密度是H2的3.6倍,则平均相对分子质量为3.6×2=7.2,
设氮气为xmol,氢气为ymol,则:$\frac{28x+2y}{x+y}$=7.2,整理可得x:y=1:4,
相同条件下物质的量之比等于体积之比,所以体积为1:4,
故答案为:1:4;
(2)由(1)可知,0.5mol该混合气体,物质的量分别为0.1mol、0.4mol,则
3H2+N2?2NH3,
开始 0.4 0.1 0
转化 3n n 2n
平衡0.4-3n 0.1-n 2n
达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0.76倍,则:$\frac{0.5-2n}{0.5}$=0.76,
解得:n=0.06mol,
故答案为:0.06mol;
(3)平衡时N2的转化率为:$\frac{0.06mol}{0.1mol}$×100%=60%,
故答案为:60%.
点评 本题考查化学平衡的计算,为高频考点,题目难度中等,明确化学平衡三段法计算的格式及平均相对分子质量、转化率的计算即可解答,侧重考查学生的分析能力及化学计算能力.