Question

18．在容积为2L的密闭容器中，盛有N₂，H₂混合气．在一定温度下发生反应，达到平衡时，容器中含有N₂：0.6mol、H₂：0.8mol，NH₃：0.2mol，求：
（1）N₂和H₂的起始浓度；
（2）N₂的转化率．

Answer 1

分析 （1）设N₂和H₂的起始浓度分别为a mol•L^-1、b mol•L^-1，因为密闭容器容积为2L，则N₂和H₂的物质的量分别为2a mol、2b mol，由三行式分析，根据△n之比等于相应计量数之比列出比例式解题；
（2）平衡时N₂的转化率是=$\frac{转化的氮气的物质的量}{氮气起始的物质的量}$×100%．

解答 解：（1）设N₂和H₂的起始浓度分别为a mol•L^-1、b mol•L^-1，因为密闭容器容积为2L，则N₂和H₂的物质的量分别为2a mol、2b mol，根据三行式分析求解：
        N₂ +3H₂ $?_{催化剂}^{高温、高压}$     2NH₃
        1       3                  2
n_（始） 2a      2b                  0
△n    2a-0.6   2b-0.8             0.2
n（平）   0.6     0.8              0.2
根据△n之比等于相应计量数之比列出比例式：$\frac{2a-0.6}{2b-0.8}$=$\frac{1}{3}$，$\frac{2a-0.6}{0.2}$=$\frac{1}{2}$，$\frac{2b-0.8}{0.2}$=$\frac{3}{2}$，解得：a=0.35，b=0.55；
答：N₂和H₂的起始浓度分别为0.35mol•L^-1、0.55mol•L^-1；
（2）平衡时N₂的转化率=$\frac{转化的氮气的物质的量}{氮气起始的物质的量}$×100%，转化的氮气的物质的量为（2a-0.6）mol，氮气起始的物质的量为2a，
则平衡时N₂的转化率=$\frac{2a-0.6}{2a}$×100%=$\frac{2×0.35-0.6}{2×0.35}$×100%=14.3%，
答：N₂的转化率为14.3%．

点评 本题考查了化学平衡中最常用的计算方法即三行式，再利用物质的量变化之比与相应化学计量数之比相等建立关系式求解，以及转化率计算，都是化学平衡中的基础知识，题目简单．