Question

將N₂和H₂按一定比例混合，在相同狀況下其密度是H₂的3.6倍，取出0.5mol該混合氣體充入密閉容器里，使之發(fā)生反應(yīng)并在一定條件下達(dá)到平衡，已知反應(yīng)達(dá)平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)是相同條件下反應(yīng)前壓強(qiáng)的0.76倍，試求：（1）反應(yīng)前混合氣體中N₂和H₂的體積比；
（2）達(dá)到平衡時(shí)混合氣體中N₂的物質(zhì)的量；
（3）平衡時(shí)N₂的轉(zhuǎn)化率．

Answer 1

分析：（1）N₂和H₂按一定比例混合，在相同狀況下其密度是H₂的3.6倍，則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量=3.6×2=7.2，令0.5mol混合氣體中N₂和H₂的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者物質(zhì)的量之和與平均相對(duì)分子質(zhì)量列方程計(jì)算，體積之比等于物質(zhì)的量之比；
（2）根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算反應(yīng)后容器內(nèi)混合氣體總的物質(zhì)的量，利用差量法計(jì)算參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算平衡后氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量；
（3）氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率=

參加反應(yīng)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量

氮?dú)馄鹗嘉镔|(zhì)的量

×100%．

解答：解：（1）N₂和H₂按一定比例混合，在相同狀況下其密度是H₂的3.6倍，則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量=3.6×2=7.2，令0.5mol混合氣體中N₂和H₂的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：

x+y=0.5 28x+2y=7.2(x+y)

，解得x=0.1，y=0.4，
體積之比等于物質(zhì)的量之比，故反應(yīng)前混合氣體中N₂和H₂的體積比=0.1：0.4=1：4，
答：反應(yīng)前混合氣體中N₂和H₂的體積比為1：4．
（2）根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，故反應(yīng)后容器內(nèi)混合氣體總的物質(zhì)的量=0.5mol×0.76=0.38mol，則：
    N₂+3H₂=2NH₃    物質(zhì)的量減少△n
    1                 1+3-2=2
   n（N₂）              0.5mol-0.38mol=0.12mol
故n（N₂）=0.12mol×

1

2

=0.06mol，
故平衡后氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量=0.1mol-0.06mol=0.04mol；
答：平衡后氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為0.04mol．
（3）氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率=

0.06mol

0.1mol

×100%=60%
答：氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為60%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算，難度不大，注意平均相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算與差量法的利用．