Question

在2L密闭容器中，充入1mol N₂和3mol H₂，一定条件下发生合成氨反应，2min时达到平衡．测得平衡混合气中NH₃的体积分数为25%，求（写出计算过程）：
（1）该温度下的平衡常数K？
（2）N₂的转化率？
（3）平衡时容器的压强与起始时压强之比？

Answer 1

分析：依据化学平衡的三段式列式计算得到平衡浓度，结合平衡常数和转化率概念计算分析，气体反应达到平衡压强之比等于物质的量之比计算得到．

解答：解：在2L密闭容器中，充入1mol N₂和3mol H₂，一定条件下发生合成氨反应，2min时达到平衡，依据平衡三段式列式，设氮气转化的物质的量为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
测得平衡混合气中NH₃的体积分数为25%，

2x

4-2x

=25%，
得到x=0.4mol；
（1）该温度下达到的平衡时，物质的平衡浓度分别为，c（NH₃）=

0.8mol

2L

=0.4mol/L，．c（N₂）=

(1-0.4)mol

2L

=0.3mol/L，c（H₂）=

(3-3×0.4)mol

2L

=0.9mol/L，
该温度下的平衡常数K=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

=

0．42

0.3×0．93

=0.73，
答：该温度下的平衡常数K为0.73；
（2）依据上述计算得到N₂的转化率=

0.4mol

1mol

×100%=40%，答：N₂的转化率为40%；
（3）平衡时容器的压强与起始时压强之比等于气体物质的量之比=（4-2x）：4=3.2：4=4：5，
答：平衡时容器的压强与起始时压强之比为4：5．

点评：本题考查了化学平衡的三段式计算应用，平衡常数、转化率的计算应用，题目难度中等．