Question

9．在一真空固定体积的密闭容器中，充入10mol N₂和30mol H₂混合后发生反应：N₂+3H₂?2NH₃．在一定温度下达到平衡，H₂的转化率为80%．若在同一容器中充入NH₃，欲使反应达到平衡时各成分的百分含量与上述平衡时相同，则起始时充入NH₃的物质的量和达到平衡时NH₃的转化率是（　　）

• A． 15mol  20%
• B． 20mol  20%
• C． 20mol  80%
• D． 40mol  80%

Answer 1

分析 恒温恒容下，若开始只充入NH₃，欲达到平衡时的各成份的百分含量与原平衡时相同，二者为等效平衡，由于反应前后气体的化学计量数之和不相等，故平衡时对应组分的物质的量相等，根据极限法计算氨气的物质的量，根据方程式计算原平衡时氨气的物质的量，进而计算开始只充入NH₃时氨气的转化率．

解答 解：恒温恒容下，若开始只充入NH₃，欲达到平衡时的各成份的百分含量与原平衡时相同，二者为等效平衡，由于反应前后气体的化学计量数之和不相等，故平衡时对应组分的物质的量相等，需要氨气的物质的量=10mol×2=20mol，原平衡中参加反应氢气为30mol×80%=24mol，由方程式可知平衡时氨气的物质的量=24mol×$\frac{2}{3}$=16mol，故若开始只充入NH₃，氨气的转化率=$\frac{20mol-16mol}{20mol}$×100%=20%，
故选B．

点评 本题考查化学平衡计算、等效平衡，理解等效平衡规律是解题关键，注意不同方向建立等效平衡，转化率之和为1，难度中等．