Question

18．在容積為2L的密閉容器中，盛有N₂，H₂混合氣．在一定溫度下發(fā)生反應，達到平衡時，容器中含有N₂：0.6mol、H₂：0.8mol，NH₃：0.2mol，求：
（1）N₂和H₂的起始濃度；
（2）N₂的轉化率．

Answer 1

分析 （1）設N₂和H₂的起始濃度分別為a mol•L^-1、b mol•L^-1，因為密閉容器容積為2L，則N₂和H₂的物質(zhì)的量分別為2a mol、2b mol，由三行式分析，根據(jù)△n之比等于相應計量數(shù)之比列出比例式解題；
（2）平衡時N₂的轉化率是=$\frac{轉化的氮氣的物質(zhì)的量}{氮氣起始的物質(zhì)的量}$×100%．

解答 解：（1）設N₂和H₂的起始濃度分別為a mol•L^-1、b mol•L^-1，因為密閉容器容積為2L，則N₂和H₂的物質(zhì)的量分別為2a mol、2b mol，根據(jù)三行式分析求解：
        N₂ +3H₂ $?_{催化劑}^{高溫、高壓}$     2NH₃
        1       3                  2
n_（始） 2a      2b                  0
△n    2a-0.6   2b-0.8             0.2
n（平）   0.6     0.8              0.2
根據(jù)△n之比等于相應計量數(shù)之比列出比例式：$\frac{2a-0.6}{2b-0.8}$=$\frac{1}{3}$，$\frac{2a-0.6}{0.2}$=$\frac{1}{2}$，$\frac{2b-0.8}{0.2}$=$\frac{3}{2}$，解得：a=0.35，b=0.55；
答：N₂和H₂的起始濃度分別為0.35mol•L^-1、0.55mol•L^-1；
（2）平衡時N₂的轉化率=$\frac{轉化的氮氣的物質(zhì)的量}{氮氣起始的物質(zhì)的量}$×100%，轉化的氮氣的物質(zhì)的量為（2a-0.6）mol，氮氣起始的物質(zhì)的量為2a，
則平衡時N₂的轉化率=$\frac{2a-0.6}{2a}$×100%=$\frac{2×0.35-0.6}{2×0.35}$×100%=14.3%，
答：N₂的轉化率為14.3%．

點評 本題考查了化學平衡中最常用的計算方法即三行式，再利用物質(zhì)的量變化之比與相應化學計量數(shù)之比相等建立關系式求解，以及轉化率計算，都是化學平衡中的基礎知識，題目簡單．