Question

2．在2L密閉容器中，充入1mol N₂和3mol H₂，一定條件下發(fā)生合成氨反應，2min時達到平衡．測得平衡時N₂的轉化率為40%，求：
（1）平衡時v （NH₃）的速率
（2）求該溫度下的平衡常數(shù)K（列出算式，不用計算出結果）
（3）H₂在平衡混合氣體中的體積分數(shù)
（4）平衡時容器的壓強與起始時壓強之比．

Answer 1

分析 2min時達到平衡，測得平衡時N₂的轉化率為40%，則轉化的氮氣為1mol×40%=0.4mol，則
         N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始    1            3                0
轉化  0.4          1.2             0.8
平衡 0.6           1.8             0.8
結合v=$\frac{△c}{△t}$、K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比、體積或壓強與物質的量成正比來解答．

解答 解：2min時達到平衡，測得平衡時N₂的轉化率為40%，則轉化的氮氣為1mol×40%=0.4mol，則
                     N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：1          3            0
轉化l（mol）：0.4         1.2           0.8
平衡l（mol）：0.6         1.8           0.8
（1）平衡時v （NH₃）的速率為$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2mol/（L•min），答：平衡時v （NH₃）的速率為0.2mol/（L•min）；
（2）化學平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，該反應的平衡常數(shù)K=$\frac{（\frac{0.8mol}{2L}）^{2}}{（\frac{1.8mol}{2L}）^{3}×（\frac{0.6mol}{2L}）}$，答：該溫度下的平衡常數(shù)K=$\frac{（\frac{0.8mol}{2L}）^{2}}{（\frac{1.8mol}{2L}）^{3}×（\frac{0.6mol}{2L}）}$；
（3）H₂的體積分數(shù)為$\frac{1.8mol}{0.6mol+1.8mol+0.8mol}$×100%=56.25%，答：H₂在平衡混合氣體中的體積分數(shù)為56.25%；
（4）相同條件下壓強之比等于物質的量之比，P_后：P_前=n_后：n_前=3.2：4=4：5，答：平衡時容器的壓強與起始時壓強之比為4：5．

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、各物質的量的關系等為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意壓強比及體積分數(shù)的計算，題目難度不大．