Question

1．在一定溫度、壓強(qiáng)和催化劑條件下，把N₂和H₂按1：3（體積比）混合，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中NH₃占25%（體積比），求：
（1）N₂的轉(zhuǎn)化率40%；
（2）反應(yīng)前后體積之比5：4；
（3）平衡混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量10.6．

Answer 1

分析 在一定溫度、壓強(qiáng)和催化劑條件下，把N₂和H₂按1：3（體積比）混合，體積比等于物質(zhì)的量比，設(shè)物質(zhì)的量分別為n mol、3n mol，轉(zhuǎn)化的氮?dú)鉃閤mol，則 
          N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始    n              3n               0
轉(zhuǎn)化    x              3x               2x
平衡  n-x           3n-3x             2x
當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中NH₃占25%（體積比），
可知$\frac{2x}{n-x+3n-3x+2x}$×100%=25%，
解得x=0.4n mol，
（1）轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化量}{開始量}$×100%；
（2）反應(yīng)前后的體積比等于物質(zhì)的量之比；
（3）平均相對(duì)分子質(zhì)量=$\frac{總質(zhì)量}{平衡時(shí)總物質(zhì)的量}$．

解答 解：在一定溫度、壓強(qiáng)和催化劑條件下，把N₂和H₂按1：3（體積比）混合，體積比等于物質(zhì)的量比，設(shè)物質(zhì)的量分別為n mol、3n mol，轉(zhuǎn)化的氮?dú)鉃閤mol，則 
          N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始    n              3n               0
轉(zhuǎn)化    x              3x               2x
平衡  n-x           3n-3x             2x
當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中NH₃占25%（體積比），
可知$\frac{2x}{n-x+3n-3x+2x}$×100%=25%，
解得x=0.4n mol，
（1）N₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.4n}{n}$×100%=40%，故答案為：40%；      
（2）反應(yīng)前后體積之比為（n+3n）：（4n-2×0.4n）=5：4，故答案為：5：4；      
（3）平衡混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為$\frac{28n+6n}{3.2n}$=10.6，故答案為：10.6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握化學(xué)平衡三段法計(jì)算格式、體積與物質(zhì)的量關(guān)系等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意平均相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算方法，題目難度不大．