Question

在一定條件下，將N₂和H₂的混合氣體100ml通入密閉容器中，達(dá)平衡時，容器內(nèi)的壓強(qiáng)比反應(yīng)前減少1/5，又測得此時混合氣體的平均分子量為9．試求
（1）原混合氣體中N₂和H₂各多少毫升？
（2）H₂的轉(zhuǎn)化率為多少？

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）設(shè)出氫氣、氮氣的體積及轉(zhuǎn)化的氮氣體積，然后根據(jù)題中數(shù)據(jù)列式計算出a，然后根據(jù)容器內(nèi)的壓強(qiáng)比反應(yīng)前減少1/5，利用化學(xué)平衡的三段式列式計算出
原混合氣體中N₂和H₂的體積；
（2）根據(jù)計算出轉(zhuǎn)化的氮氣計算出消耗的氫氣體積，再計算出氫氣的轉(zhuǎn)化率．

解答： 解：（1）設(shè)原混合氣體中N₂的體積為x，H₂的體積為y，反應(yīng)中轉(zhuǎn)化的N₂的體積為a，則x+y=100mL ①，
         N₂+3H₂ ?2NH₃ △V
         1   3    2     2
         a   3a         2a
反應(yīng)后氣體的體積減小了2a，根據(jù)容器內(nèi)的壓強(qiáng)比反應(yīng)前減少1/5，則達(dá)到平衡狀態(tài)時氣體的物質(zhì)的量比反應(yīng)前減少了

1

5

，

2a

x+y

=

1

5

②，將①帶人②解得，a=10mL，
根據(jù)三段式：N₂ +3H₂?2NH₃
反應(yīng)前：x   y     0
體積變化  10mL 30mL   20mL
平衡：x-10  y-30mL  20mL
相同條件下，氣體摩爾體積相同，設(shè)為V_m，根據(jù)質(zhì)量守恒定律及反應(yīng)后氣體的體積可得，混合氣體的平均分子量為：

28× x Vm +2× y Vm

x+y-20 Vm

=9 ③，
由③化簡有19x-7y+180=0 ④
由①④聯(lián)立，解得x=20mL，y=80mL，
答：原混和氣體中有N₂20mL，H₂80mL；
（2）反應(yīng)消耗10mL氮氣，同時消耗了30mL氫氣，所以氫氣的轉(zhuǎn)化率為：

30mL

80mL

×100%=37.5%，
答：H₂的轉(zhuǎn)化率為37.5%．

點評：本題考查了化學(xué)平衡的計算，題目難度中等，注意平均相對分子質(zhì)量的計算與差量法的利用，能夠利用化學(xué)平衡的三段式進(jìn)行計算，試題提高了學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力．