Question

1．在一定溫度、壓強和催化劑條件下，把N₂和H₂按1：3（體積比）混合，當反應達到平衡時，混合氣體中NH₃占25%（體積比），求：
（1）N₂的轉化率40%；
（2）反應前后體積之比5：4；
（3）平衡混合氣的平均相對分子質量10.6．

Answer 1

分析 在一定溫度、壓強和催化劑條件下，把N₂和H₂按1：3（體積比）混合，體積比等于物質的量比，設物質的量分別為n mol、3n mol，轉化的氮氣為xmol，則 
          N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始    n              3n               0
轉化    x              3x               2x
平衡  n-x           3n-3x             2x
當反應達到平衡時，混合氣體中NH₃占25%（體積比），
可知$\frac{2x}{n-x+3n-3x+2x}$×100%=25%，
解得x=0.4n mol，
（1）轉化率=$\frac{轉化量}{開始量}$×100%；
（2）反應前后的體積比等于物質的量之比；
（3）平均相對分子質量=$\frac{總質量}{平衡時總物質的量}$．

解答 解：在一定溫度、壓強和催化劑條件下，把N₂和H₂按1：3（體積比）混合，體積比等于物質的量比，設物質的量分別為n mol、3n mol，轉化的氮氣為xmol，則 
          N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始    n              3n               0
轉化    x              3x               2x
平衡  n-x           3n-3x             2x
當反應達到平衡時，混合氣體中NH₃占25%（體積比），
可知$\frac{2x}{n-x+3n-3x+2x}$×100%=25%，
解得x=0.4n mol，
（1）N₂的轉化率為$\frac{0.4n}{n}$×100%=40%，故答案為：40%；      
（2）反應前后體積之比為（n+3n）：（4n-2×0.4n）=5：4，故答案為：5：4；      
（3）平衡混合氣的平均相對分子質量為$\frac{28n+6n}{3.2n}$=10.6，故答案為：10.6．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握化學平衡三段法計算格式、體積與物質的量關系等為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意平均相對分子質量的計算方法，題目難度不大．