Question

在一定条件下，将N₂和H₂的混合气体100ml通入密闭容器中，达平衡时，容器内的压强比反应前减少1/5，又测得此时混合气体的平均分子量为9．试求
（1）原混合气体中N₂和H₂各多少毫升？
（2）H₂的转化率为多少？

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）设出氢气、氮气的体积及转化的氮气体积，然后根据题中数据列式计算出a，然后根据容器内的压强比反应前减少1/5，利用化学平衡的三段式列式计算出
原混合气体中N₂和H₂的体积；
（2）根据计算出转化的氮气计算出消耗的氢气体积，再计算出氢气的转化率．

解答： 解：（1）设原混合气体中N₂的体积为x，H₂的体积为y，反应中转化的N₂的体积为a，则x+y=100mL ①，
         N₂+3H₂ ?2NH₃ △V
         1   3    2     2
         a   3a         2a
反应后气体的体积减小了2a，根据容器内的压强比反应前减少1/5，则达到平衡状态时气体的物质的量比反应前减少了

1

5

，

2a

x+y

=

1

5

②，将①带人②解得，a=10mL，
根据三段式：N₂ +3H₂?2NH₃
反应前：x   y     0
体积变化  10mL 30mL   20mL
平衡：x-10  y-30mL  20mL
相同条件下，气体摩尔体积相同，设为V_m，根据质量守恒定律及反应后气体的体积可得，混合气体的平均分子量为：

28× x Vm +2× y Vm

x+y-20 Vm

=9 ③，
由③化简有19x-7y+180=0 ④
由①④联立，解得x=20mL，y=80mL，
答：原混和气体中有N₂20mL，H₂80mL；
（2）反应消耗10mL氮气，同时消耗了30mL氢气，所以氢气的转化率为：

30mL

80mL

×100%=37.5%，
答：H₂的转化率为37.5%．

点评：本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，注意平均相对分子质量的计算与差量法的利用，能够利用化学平衡的三段式进行计算，试题提高了学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．