Question

1．在一定温度、压强和催化剂条件下，把N₂和H₂按1：3（体积比）混合，当反应达到平衡时，混合气体中NH₃占25%（体积比），求：
（1）N₂的转化率40%；
（2）反应前后体积之比5：4；
（3）平衡混合气的平均相对分子质量10.6．

Answer 1

分析 在一定温度、压强和催化剂条件下，把N₂和H₂按1：3（体积比）混合，体积比等于物质的量比，设物质的量分别为n mol、3n mol，转化的氮气为xmol，则 
          N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
开始    n              3n               0
转化    x              3x               2x
平衡  n-x           3n-3x             2x
当反应达到平衡时，混合气体中NH₃占25%（体积比），
可知$\frac{2x}{n-x+3n-3x+2x}$×100%=25%，
解得x=0.4n mol，
（1）转化率=$\frac{转化量}{开始量}$×100%；
（2）反应前后的体积比等于物质的量之比；
（3）平均相对分子质量=$\frac{总质量}{平衡时总物质的量}$．

解答 解：在一定温度、压强和催化剂条件下，把N₂和H₂按1：3（体积比）混合，体积比等于物质的量比，设物质的量分别为n mol、3n mol，转化的氮气为xmol，则 
          N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
开始    n              3n               0
转化    x              3x               2x
平衡  n-x           3n-3x             2x
当反应达到平衡时，混合气体中NH₃占25%（体积比），
可知$\frac{2x}{n-x+3n-3x+2x}$×100%=25%，
解得x=0.4n mol，
（1）N₂的转化率为$\frac{0.4n}{n}$×100%=40%，故答案为：40%；      
（2）反应前后体积之比为（n+3n）：（4n-2×0.4n）=5：4，故答案为：5：4；      
（3）平衡混合气的平均相对分子质量为$\frac{28n+6n}{3.2n}$=10.6，故答案为：10.6．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法计算格式、体积与物质的量关系等为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意平均相对分子质量的计算方法，题目难度不大．