Question

8．由N₂和H₂組成的混合氣體，其平均相對(duì)分子質(zhì)量為12.4，取此混合氣體0.5mol充入密閉容器中，使之反應(yīng)并在一定條件下達(dá)到平衡．已知反應(yīng)達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)是相同條件下反應(yīng)前壓強(qiáng)的0.8倍，求：
（1）反應(yīng)前混合氣體中N₂和H₂的體積比；
（2）平衡混合氣體中NH₃和H₂的物質(zhì)的量；
（3）達(dá)到平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的N₂占起始N₂的百分比．

Answer 1

分析 N₂和 H₂按一定比例混合，設(shè)氮?dú)鉃閤mol，氫氣為ymol，則$\frac{28x+2y}{x+y}$=12.4，解得x：y=2：3，混合氣體0.5mol，則N₂和 H₂的物質(zhì)的量分別為0.2mol、0.3mol，則：
           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始（mol）：0.2   0.3     0
轉(zhuǎn)化（mol）：n     3n      2n
平衡（mol）：0.2-n 0.3-3n   2n
達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)是相同條件下反應(yīng)前壓強(qiáng)的0.8倍，則（0.5-2n）=0.5×0.8，解得n=0.05mol，據(jù)此解答．

解答 解：（1）N₂和 H₂按一定比例混合，設(shè)氮?dú)鉃閤mol，氫氣為ymol，則$\frac{28x+2y}{x+y}$=12.4，解得x：y=2：3，相同條件下物質(zhì)的量之比等于體積之比，反應(yīng)前混合氣體中N₂和H₂的體積比為2：3，
答：反應(yīng)前混合氣體中N₂和H₂的體積比為2：3．
（2）混合氣體共0.5mol，則N₂和 H₂的物質(zhì)的量分別為0.2mol、0.3mol，則：
           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始（mol）：0.2  0.3      0
轉(zhuǎn)化（mol）：n     3n      2n
平衡（mol）：0.2-n 0.3-3n   2n
達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)是相同條件下反應(yīng)前壓強(qiáng)的0.8倍，則（0.5-2n）=0.5×0.8，解得n=0.05，
平衡混合氣體中，NH₃的物質(zhì)的量為0.05mol×2=0.1mol，H₂的物質(zhì)的量0.3mol-0.05mol×3=0.15mol，
答：平衡混合氣體中NH₃和H₂的物質(zhì)的量分別為0.1mol、0.15mol．
（3）平衡時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為$\frac{0.05mol}{0.2mol}$×100%=25%，
故：達(dá)到平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的N₂占起始N₂的百分比為25%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，難度不大，注意掌握三段式在化學(xué)平衡計(jì)算中的應(yīng)用．