Question

一定條件下，在一固定容積密閉容器中發生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），若開始時只充入2a mol NH₃，達到平衡時，混合氣體的壓強比起始時增大了40%．若開始時充入a mo N₂和3a mol H₂的混合氣體，求：
（1）達到平衡時H₂的轉化率

60%

；
（2）平衡時NH₃在混合氣體中的體積分數

42.9%

．

Answer 1

分析：N₂ （g）+3H₂（g） 2NH₃ （g）
起始（mol）   0       0                       2a
反應（mol）    x      3x                      2x
平衡（mol）   x      3x                     （2a-2x）
達到平衡時，混合氣體的壓強比起始時增大了40%，
則

x+3x+(2a-2x)

2a

=1.4，解得x=0.4a，
以此計算轉化率和氣體的體積分數．

解答：解：N₂ （g）+3H₂（g） 2NH₃ （g）
起始（mol）   0       0                           2a
反應（mol）   x      3x                           2x
平衡（mol）   x       3x                       （2a-2x）      
達到平衡時，混合氣體的壓強比起始時增大了40%，
則

x+3x+(2a-2x)

2a

=1.4，解得x=0.4a，
（1）若開始時充入a mol N₂和3a mol H₂的混合氣體，達到平衡時，與開始充入2a mol NH₃平衡等效，
所以反應的H₂的物質的量為：3a-3x=3a-3×0.4a=1.8amol，則H₂的轉化率為

1.8a

3a

×100%=60%，
故答案為：60%；
（2）NH₃在混合氣體中的體積分數為

2a-2×0.4a

0.4a+1.2a+1.2a

×100%=42.9%，故答案為：42.9%．

點評：本題考查化學平衡的計算，明確化學平衡三段法計算方法及等效平衡是解答本題的關鍵，注意兩平衡中平衡時量相同，題目難度中等．