Question

9．工業(yè)合成氨反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．設在容積為2L的密閉容器中充入1.0mol氮氣和1.6mol氫氣，反應在一定條件下達到平衡時，NH₃的物質(zhì)的量為0.8mol．下列敘述正確的是（　　）

• A． N₂的轉(zhuǎn)化率是60%
• B． 該反應的平衡常數(shù) 是12.5
• C． 平衡時總物質(zhì)的量是2.6mol
• D． 平衡時氣體的密度是15.6g/L

Answer 1

分析 設在容積為2升的密閉容器中充入1.0mol氮氣和1.6mol氫氣，反應在一定條件下達到平衡時，NH₃的物質(zhì)的量為0.8mol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：1       1.6      0
變化量（mol）：0.4     1.2      0.8
平衡量（mol）：0.6     0.4      0.8
A．轉(zhuǎn)化率=$\frac{物質(zhì)的量變化量}{起始物質(zhì)的量}$×100%；
B．平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
C．根據(jù)上述分析計算；
D．平衡時混合氣體總質(zhì)量等于起始時氮氣、氫氣質(zhì)量之和，根據(jù)m=nM計算氣體質(zhì)量，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算．

解答 解：設在容積為2升的密閉容器中充入1.0mol氮氣和1.6mol氫氣，反應在一定條件下達到平衡時，NH₃的物質(zhì)的量為0.8mol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：1       1.6      0
變化量（mol）：0.4     1.2      0.8
平衡量（mol）：0.6     0.4      0.8
A．N₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{物質(zhì)的量變化量}{起始物質(zhì)的量}$×100%=$\frac{0.4mol}{1mol}×100%$=40%，故A錯誤；
B．平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{（\frac{0.8}{2}）^{2}}{\frac{0.6}{2}×（\frac{0.4}{2}）^{3}}$=66.7，故B錯誤；
C．根據(jù)上述分析計算得平衡時混合氣體總物質(zhì)的量=（0.6+0.4+0.8）mol=1.8mol，故C錯誤；
D．平衡時混合氣體總質(zhì)量等于起始時氮氣、氫氣質(zhì)量之和，混合氣體總質(zhì)量=1.0mol×28g/mol+1.6mol×2g/mol=31.2g，混合氣體密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{31.2g}{2L}$=15.6g/L，故D正確；
故選D．

點評 本題考查化學平衡有關(guān)計算，為高頻考點，側(cè)重考查學生分析計算能力，利用三段式法分析解答，注意該反應中計算平衡常數(shù)用平衡時各物質(zhì)濃度而不是物質(zhì)的量，易錯選項是D．