Question

在体积为VL的密闭容器中，充入a molN₂和b molH₂，经3分钟生成c molNH₃．试回答下面问题：
（1）以N2为研究对象，计算其速率v（N₂）的值
（2）求H₂的转化率
（3）求3分钟时NH₃的体积分数
（4）计算反应前后的压强之比．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）先计算出氨气表示的反应速率，然后根据反应方程式N₂+3H₂?2NH₃ 中化学计量数关系计算出v（N₂）的值；
（2）根据氨气的物质的量计算出消耗的氢气的物质的量，再计算出氢气的转化率；
（3）根据差量法计算出反应后混合气体的物质的量，然后计算出氨气物质的量的百分含量含量，相同条件下体积分数就等于物质的量的百分含量；
（4）根据容器容积固定，压强之比就等于物质的量之比计算出反应前后的压强之比．

解答： 解：（1）氨气的反应速率为：v（NH₃）=

cmol VL

3min

=

c

3V

mol/（L?min），根据反应N₂+3H₂?2NH₃ ，氮气的反应速率为：v（N₂）=

1

2

v（NH₃）=

c

6v

mol/（L?min），
答：速率v（N₂）的值为

c

6v

mol/（L?min）；
（2）经3分钟生成c molNH₃，反应消耗的氢气的物质的量为：n（H₂）=

3

2

n（NH₃）=1.5c，氢气的转化率为：

1.5c

b

×100%=

150c

b

%，
答：H₂的转化率为：

150c

b

%；
（3）根据反应方程式N₂+3H₂ ?2NH₃ △n
                  1    3     2    2
                 0.5c  1.5c  c    c
3分钟时混合气体的物质的量为：a+b-c，所以氨气的体积分数为：

c

a+b-c

×100%=

100c

a+b-c

%，
答：3分钟时NH₃的体积分数为：

100c

a+b-c

%；
（4）反应后混合气体的物质的量为：a+b-c，反应前后的压强之比为：

a+b

a+b-c

，
答：反应前后的压强之比为

a+b

a+b-c

．

点评：本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，注意掌握化学反应速率的计算方法、压强与物质的量的关系，试题有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力及化学计算能力．