Question

【題目】在一定溫度和壓強的密閉容器中，將平均分子質(zhì)量為8.5的N2和H2混合，隨后在一定條件下合成氨，當反應達到平衡時測得混合氣體的平均分子質(zhì)量為10。

（1）反應前N2和H2的體積比為_____；

（2）氮氣的平衡轉(zhuǎn)化率；_____________

（3）平衡混合氣中氨氣的體積分數(shù)。_____________

Answer 1

【答案】1：3 30% 17.6%

【解析】

（1）根據(jù)摩爾質(zhì)量的定義求解；

（2）利用三段式計算求出平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量，再利用轉(zhuǎn)化率的定義求解；

（3）利用三段式求出平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量，氨氣的體積之比等于其物質(zhì)的量之比。

（1）平均分子質(zhì)量為8.5的N2和H2混合，設N2和H2的物質(zhì)的量分別為x、y，則＝8.5，解得x：y＝1：3，故答案為：1：3；

（2）由（1）可知N2和H2的物質(zhì)的量為1：3，設物質(zhì)的量為a、3a，達到平衡時測得混合氣體的平均分子質(zhì)量為10，平衡后物質(zhì)的量為＝3.4a，則

N2 + 3H2　 2NH3　　　　　　　

開始(mol)： a　 3a　　　0

變化(mol)： n　 3n　　 2n

平衡(mol)： a﹣n a﹣3n 2n

則(a﹣n)+(a﹣3n)+2n＝3.4a，解得n＝0.3a，

則氮氣的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%＝30%，答：氮氣的平衡轉(zhuǎn)化率為30%；

（3）平衡混合氣中氨氣的體積分數(shù)為×100%＝17.6%，答：平衡混合氣中氨氣的體積分數(shù)為17.6%。