Question

恒溫下，將a mol N₂與b mol H₂的混合氣體通入一個固定的密閉容器中．發生如下反應：N₂+3H₂?2NH₃
（1）若反應進行到某時刻，n（N₂）=13mol，n（NH₃）=6mol，求a？
（2）反應達到平衡時，混合氣體的體積為716.8L（標況下），其中NH₃的含量（體積分數）為25%，求b？
（3）達到平衡時，N₂和H₂的轉化率之比為多少？

Answer 1

分析：（1）計算參加反應的氮氣的物質的量，結合氨氣的物質的量，利用物質的量之比等于化學計量數之比計算a的值．
根據三段式解題法，求出反應混合物各組分物質的量的變化量、平衡時各組分的物質的量．
（2）根據體積分數的定義計算b的值．
（3）根據轉化率的定義計算．

解答：解：（1）利用物質的量之比等于化學計量數之比，所以（a-13）mol：6mol=1：2，解得a=16
答：a的值是16．
根據三段式解題法，求出反應混合物各組分物質的量的變化量、平衡時各組分的物質的量．
平衡時，氨氣的物質的量為n（NH₃）=

716.8L×25%

22.4L/mol

=8mol　　　　　　
　　　　　 　N₂+3H₂　　2NH₃，
開始（mol）：16　　b　　　　　　   　0
變化（mol）：4　　12　　　　　    　 8
平衡（mol）：12　（b-12）8
（2）平衡時，NH₃的含量（體積分數）為25%，所以

8mol

12mol+(b-12)mol+8mol

×100%=25%，解得b=24
答：b的值為24．
（3）N₂的轉化率

4mol

16mol

×100%=25%
H₂的轉化率

12mol

24mol

×100%=50%
所以達到平衡時，N₂和H₂的轉化率之比為25%：50%=1：2
答：達到平衡時，N₂和H₂的轉化率之比為1：2．

點評：考查化學平衡的有關計算，難度不大，注意基礎知識的掌握與三段式解題法的步驟．