Question

恒温、恒压的条件下，将N₂和H₂按体积比1：3混合充入一密闭容器中，发生下列反应 N₂+3H₂?2NH₃，达平衡时，测得气体体积为起始气体体积的0.75倍，求：
（1）平衡时N₂的转化率；
（2）平衡时混合气体中NH₃的体积分数；
（3）平衡时混合气体的相对分子质量与起始气体的相对分子质量之比．（请写出计算过程）

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：依据化学平衡三段式列式计算，恒温恒压气体体积之比等于气体物质的量之比，设起始量氮气和氢气为1，3，氮气反应的物质的量为x
               N₂+3H₂?2NH₃
 起始量（mol） 1   3     0
变化量（mol）  x   3x     2x
平衡量（mol） 1-x  3-3x    2x
达平衡时，测得气体体积为起始气体体积的0.75倍得到：
 1-x+3-3x+2x=4×0.75
x=0.5
（1）转化率=

消耗量

起始量

×100%
（2）体积分数=

氨气体积

混合气体体积

×100%；
（3）反应前后气体质量不变，平衡时混合气体的相对分子质量与起始气体的相对分子质量之比等于气体物质的量的反比．

解答： 解：恒温恒压气体体积之比等于气体物质的量之比，设起始量氮气和氢气为1，3，氮气反应的物质的量为x
               N₂+3H₂?2NH₃
 起始量（mol） 1   3     0
变化量（mol）  x   3x     2x
平衡量（mol） 1-x  3-3x    2x
达平衡时，测得气体体积为起始气体体积的0.75倍得到：
 1-x+3-3x+2x=4×0.75
x=0.5
（1）转化率=

消耗量

起始量

×100%=

0.5

1

×100%=50%；
答：平衡时N₂的转化率50%；
（2）平衡时混合气体中NH₃的体积分数=

氨气体积

混合气体体积

×100%=

2×0.5

4-2×0.5

×100%=33.3%；
答：平衡时混合气体中NH₃的体积分数33.3%；
（3）反应前后气体质量不变，平衡时混合气体的相对分子质量与起始气体的相对分子质量之比等于气体物质的量的反比=

4

4-2×0.5

=

4

3

；
答：平衡时混合气体的相对分子质量与起始气体的相对分子质量之比

4

3

．

点评：本题考查了化学平衡的计算应用，主要是体积比等于气体物质的量之比的应用，掌握基础是关键，题目较简单．