Question

13．把4mol N₂和8mol H₂置于5L密閉容器合成氨反應，1min末測得容器中有0.6mol N₂發(fā)生了反應，
求：
（1）混合氣體中含H₂的體積百分比；  
（2）反應前后容器內(nèi)的壓強比；
（3）N₂和H₂的轉(zhuǎn)化率．              
（4）1min內(nèi)NH₃的平均反應速率．

Answer 1

分析 則   N₂ （氣）+3H₂ （氣）?2NH₃（氣）
開始    4mol         8mol              0mol
變化    0.6mol      1.8mol           1.2mol
平衡   3.4mol       6.2mol           1.2mol，
（1）相同條件下氣體體積分數(shù)等于氣體物質(zhì)的量之比，則氫氣體積百分比=$\frac{氫氣的物質(zhì)的量}{氣體總物質(zhì)的量}$×100%；
（2）一定條件下，氣體壓強之比大于物質(zhì)的量之比；
（3）根據(jù)轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%計算N₂和H₂的轉(zhuǎn)化率；
（4）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算1min內(nèi)NH₃的平均反應速率．

解答 解：N₂ （氣）+3H₂ （氣）?2NH₃（氣）
開始    4mol         8mol              0mol
變化    0.6mol      1.8mol           1.2mol
平衡   3.4mol       6.2mol           1.2mol
（1）相同條件下氣體體積百分比等于氣體的物質(zhì)的量分數(shù)，則混合氣體中含H₂的體積百分比為：$\frac{6.2mol}{3.4mol+6.2mol+1.2mol}$×100%≈57.4%%；
答：混合氣體中含H₂的體積百分比為57.4%
（2）平衡時，反應混合物的總物質(zhì)的量為（3.4+6.2+1.2）mol=10.8mol，
相同條件下容器內(nèi)壓強之比等于物質(zhì)的量之比，則反應前后容器內(nèi)的壓強比=（4+8）mol：10.8mol=10：9，
答：反應前后容器內(nèi)的壓強比為10：9；
（3）N₂的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{0.6mol}{4mol}$×100%=15%，
H₂的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{1.8mol}{8mol}$×100%=22.5%；
答：N₂的轉(zhuǎn)化率為15%，H₂的轉(zhuǎn)化率為22.5%；
（4）1min內(nèi)H₂的平均反應速率為：v（H₂）=$\frac{\frac{1.8mol}{5L}}{1min}$=0.36mol/（L•min），
答：1min內(nèi)H₂的反應速率為0.36mol/（L•min）．

點評 本題考查了化學平衡的有關(guān)計算，題目難度中等，涉及轉(zhuǎn)化率、化學反應速率、氣體體積分數(shù)等計算，注意掌握三段式在化學平衡計算中的應用方法，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．