Question

某一温度下将1mol N₂和4mol H₂导入一体积为2L的密闭容器中，测得容器内压强为40Mpa，当20min后，反应达到平衡，测得NH₃在混合气体里占25%（体积含量）．求：（1）N₂的平衡转化率；  （2）H₂的平均反应速率；   （3）平衡时容器内的压强．

Answer 1

分析：利用三段式解题法，求出平衡时各组分的物质的量、各组分物质的量的变化量．
（1）根据转化率的定义计算；
（2）根据v=

△c

△t

计算v（H₂）；
（3）压强之比等于物质的量之比，据此计算．

解答：解：利用三段式解题法，求出平衡时各组分的物质的量、各组分物质的量的变化量
令参加反应的氮气的物质的量为nmol
             N₂ +3H₂  2NH₃，
开始（mol）：1     4            0
变化（mol）：n      3n           2n
平衡（mol）：1-n    4-3n         2n   
所以

2n

1-n+4-3n+2n

=25%，解得n=0.5
（1）N₂的平衡转化率为

0.5mol

1mol

×100%=50%
答：N₂的平衡转化率为50%．
（2）H₂的平均反应速率v（H₂）=

△n(H2) V

△t

=

0.5mol×3 2L

20min

=0.0375 mol∕L．min；
答：H₂的平均反应速率为0.0375 mol∕L．min．
（3）压强之比等于物质的量之比，平衡时容器内的压强为

(5-2n)mol

1mol+4mol

×40MPa=

(5-2×0.5)mol

1mol+4mol

×40MPa=32MPa．
答：平衡时容器内的压强为32MPa．

点评：考查化学平衡的有关计算，难度不大，掌握平衡计算三段式解题法．