Question

將N₂和H₂的混合氣體，裝入2 L密閉容器內，在一定溫度和壓強下達到平衡時，測得N₂、H₂和NH₃的物質的量分別為2.6 mol、4.0 mol和6.0 mol。求：

（1）最初混合氣體中H₂和N₂的濃度。

（2）N₂的轉化率。

（3）若將N₂的起始濃度改為6 mol·L^-1，則達到平衡后NH₃的濃度為4 mol·L^-1，求平衡后N₂和H₂的轉化率。

Answer 1

（1）最初N₂的濃度為2.8 mol·L^-1，氫氣的濃度為6.5 mol·L^-1

（2）N₂的轉化率為53.6%

（3）當N₂起始濃度變化時，N₂的轉化率變?yōu)?3.3%，H₂的轉化率為92.3%

解析：（1）設N₂、H₂的起始濃度為a、b。

                                N₂  +  3H₂2NH₃

起始濃度/mol·L^-1      a          b               0

平衡濃度/mol·L^-1     2.6/2    4.0/2        6.0/2

轉化濃度/mol·L^-1     1.5       4.5            3.0

根據計算式可知：［起始濃度］=［平衡濃度］+［轉化濃度］

a=1.3+1.5=2.8（mol·L^-1）

b=2.0+4.5=6.5（mol·L^-1）

（2）N₂轉化率：×100%=53.6%

（3）設N₂、H₂、NH₃的轉化濃度為?a′、b′、c′?。

                               N₂+3H₂2NH₃

起始濃度/mol·L^-1      6   6.5             0

平衡濃度/mol·L^-1                            4.0

轉化濃度/mol·L^-1      a′  b′           c′

根據化學方程式的比例可知c′=4.0 mol·L^-1，

b′=6.0 mol·L^-1，a′=2.0 mol·L^-1

所以N₂的轉化率：×100%=33.3%

H₂的轉化率：×100%=92.3%