Question

【题目】将N2和 H2按一定比例混合，在相同状况下其密度是H2的 3.6倍，取0.5mol该混合气体通入密闭容器内，使之发生反应并在一定条件下达到平衡。已知反应达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0.76倍，试求：

（1）反应前混合气体中N2和 H2的体积比；

（2）达到平衡时混合气体中的氨的体积分数；

（3）平衡时N2的转化率。

Answer 1

【答案】（1）1：4 （2）31.6% （3）60%

【解析】

试题分析：（1）N2和 H2按一定比例混合，在相同状况下其密度是H2的3.6倍，则平均相对分子质量为3.6×2=7.2，设氮气为x mol，氢气为y mol，则(28x+2y)÷(x+y)=7.2，解得x：y=1：4，相同条件下物质的量之比等于体积之比，所以反应前混合气体中N2和 H2的体积比为1：4。

（2）由（1）可知，0.5mol该混合气体，氮气和氢气的物质的量分别为0.1mol、0.4mol，则

3H2 + N2 2NH3

开始 0.4 0.1 0

转化 3n n 2n

平衡0.4-3n 0.1-n 2n

达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0.76倍，则（0.4-3n+0.1-n+2n）÷0.5=0.76，解得n=0.06mol，相同条件下物质的量之比等于体积之比，则达到平衡时混合气体中的氨的体积分数0.12moL÷(0.5-0.12)mol×100%=31.6%。

（3）氮气的转化率为（0.6mol÷0.1mol）×100%=60%。