Question

15．在3L密閉容器中，充入1mol N₂和3 mol H₂并在一定條件下發(fā)生反應，20s后達到反應限度，測得混合氣體總物質(zhì)的量為3.4mol．下列計算結果正確的是（　�。�

• A． 20s后，混合氣中n（H₂）：n（N₂）：n（NH₃）=1：2：3
• B． N₂的轉(zhuǎn)化率為30%
• C． 20s內(nèi)H₂的平均反應速率為1.5mol•L^-1•s^-1
• D． NH₃的體積分數(shù)為25%

Answer 1

分析 在3L密閉容器中，充入1mol N₂和3 mol H₂并在一定條件下發(fā)生反應，20s后達到反應限度，反應達到平衡狀態(tài)，設反應的氮氣物質(zhì)的量為x，結合化學平衡三段式列式計算，測得混合氣體總物質(zhì)的量為3.4mol．
               N₂+3H₂=2NH₃
起始量（mol）   1   3    0   
變化量（mol）    x    3x   2x
平衡量（mol）1-x  3-3x  2x
1-x+3-3x+2x=3.4
x=0.3mol，依據(jù)計算結果計算選項各量．

解答 解：設反應的氮氣物質(zhì)的量為x，
               N₂+3H₂=2NH₃
起始量（mol）   1   3    0   
變化量（mol）   x  3x   2x
平衡量（mol） 1-x  3-3x  2x
測得混合氣體總物質(zhì)的量為3.4mol，則1-x+3-3x+2x=3.4，解得x=0.3mol，
A、20s后，混合氣中n（H₂）：n（N₂）：n（NH₃）=（3-3×0.3）：（1-0，3）：2×0.3=：21：7：6，故A錯誤；
B、N₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.3mol}{1mol}$×100%=30%，故B正確；
C、20s內(nèi)H₂的平均反應速率=$\frac{\frac{3×0.3mol}{3L}}{20s}$=0.015mol•L^-1•s^-1，故C錯誤；
D、NH₃的體積分數(shù)為=$\frac{2x}{4-2x}$×100%=$\frac{2×0.3}{4-2×0.3}$×100%=17.6%，故D錯誤；
故選B．

點評 本題考查了化學平衡的計算應用，主要是三段式計算分析，反應速率、濃度、體積分數(shù)概念的計算應用，掌握基礎是關鍵，題目較簡單．