Question

6．某温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.4mol NH₃和0.3mol O₂发生反应，5min后达到平衡，测得NH₃的转化率为50%．
①平衡时O₂的转化率为83.3%．
②0～5min内O₂的平均反应率v（O₂）为0.025mol/（L•min）．
③平衡时，H₂O（g）的体积分数为40%．

Answer 1

分析 反应方程式为4NH₃+5O₂$?_{△}^{催化剂}$4NO+6H₂O（g），5min后达到平衡，测得NH₃的转化率为50%，可知转化氨气的物质的量为0.4mol×50%=0.2mol，则
                   4NH₃+5O₂$?_{△}^{催化剂}$4NO+6H₂O（g），
起始（mol）0.4       0.3             0         0
转化（mol）0.2       0.25            0.2      0.3
平衡（mol）0.2       0.05            0.2      0.3
以此计算各物理量．

解答 解：反应方程式为4NH₃+5O₂$?_{△}^{催化剂}$4NO+6H₂O（g），5min后达到平衡，测得NH₃的转化率为50%，可知转化氨气的物质的量为0.4mol×50%=0.2mol，则
                   4NH₃+5O₂$?_{△}^{催化剂}$4NO+6H₂O（g），
起始（mol）0.4       0.3             0         0
转化（mol）0.2       0.25            0.2      0.3
平衡（mol）0.2       0.05            0.2      0.3
（1）平衡时O₂的转化率为$\frac{0.25}{0.3}×100%$=83.3%，故答案为：83.3%；
（2）0～5min内O₂的平均反应率v（O₂）为$\frac{\frac{0.25mol}{2L}}{5min}$=0.025mol/（L•min），故答案为：0.025mol/（L•min）；
（3）平衡时，H₂O（g）的体积分数为$\frac{0.3}{0.2+0.05+0.2+0.3}×100%$=40%，故答案为：40%．

点评 本题考查了化学平衡的计算，为高频考点，试题培养了学生的化学计算能力，题目难度不大，注意体会三段式发的运用．