Question

6．恒溫下，將a mol N₂與b mol H₂的混合氣體通入一個(gè)固定容積為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N₂+3H₂?2NH₃．
（1）若反應(yīng)進(jìn)行5min時(shí)，測(cè)得n（N₂）=1.8mol，n（NH₃）=0.4mol．
計(jì)算：
①a的值； 
②用H₂濃度的變化表示的反應(yīng)速率．
（2）反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，混合氣體的總物質(zhì)的量為5.0mol，其中NH₃的含量（體積分?jǐn)?shù)）為40%．
計(jì)算：上述溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)．

Answer 1

分析 （1）恒溫下，將a mol N₂與b mol H₂的混合氣體通入一個(gè)固定容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)進(jìn)行5min時(shí)，測(cè)得n（N₂）=1.8mol，n（NH₃）=0.4mol，則：
           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）：a      b        0
變化（mol）：0.2    0.6      0.4
5min（mol）：a-0.2  b-0.6   0.4
①5min是氮?dú)鉃?.8mol，可知a=2；
②根據(jù)$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（H₂）；
（2）反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，混合氣體的總物質(zhì)的量為5.0mol，其中NH₃的含量（體積分?jǐn)?shù)）為40%，則生成氨氣為5mol×40%=2mol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）：2       b         0
變化（mol）：1       3         2
平衡（mol）：1      b-3        2
則1+b-3+2=5，故b=5，再根據(jù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$計(jì)算平衡常數(shù)．

解答 解：（1）恒溫下，將a mol N₂與b mol H₂的混合氣體通入一個(gè)固定容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)進(jìn)行5min時(shí)，測(cè)得n（N₂）=1.8mol，n（NH₃）=0.4mol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）：a       b        0
變化（mol）：0.2     0.6      0.4
5min（mol）：a-0.2   b-0.6    0.4
①5min是氮?dú)鉃?.8mol，則a-0.2=1.8，故a=2，
答：a的值為2；
②v（H₂）=$\frac{\frac{0.6mol}{2L}}{5min}$=0.06mol/（L•min），
答：用H₂濃度的變化表示的反應(yīng)速率為0.06mol/（L•min）；
（2）反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，混合氣體的總物質(zhì)的量為5.0mol，其中NH₃的含量（體積分?jǐn)?shù)）為40%，則生成氨氣為5mol×40%=2mol，則：
           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）：2      b         0
變化（mol）：1      3         2
平衡（mol）：1      b-3       2
則1+b-3+2=5，故b=5，則平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{（\frac{2mol}{2L}）^{2}}{\frac{1mol}{2L}×（\frac{2mol}{2L}）^{3}}$=2（mol/L）^-2，
答：該溫度下平衡常數(shù)為2（mol/L）^-2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)計(jì)算，注意三段式在化學(xué)平衡計(jì)算中應(yīng)用，注意平衡常數(shù)及其單位與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)．