Question

12．一定温度下，向一个容积为2L的真空密闭容器中通入1mol N₂和3mol H₂，3min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，（写出计算过程）
（1）此时间段内H₂的反应速率是多少？
（2）3分钟后N₂的转化率？
（3）反应3分钟后N₂的物质的量分数？

Answer 1

分析 发生3H₂+N₂?2NH₃，设参加反应的氮气的物质的量为x，则
           3H₂+N₂?2NH₃
开始      3      1       0
转化      3x      x      2x
3min     3-3x   1-x    2x
3min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，则$\frac{3-3x+1-x+2x}{3+1}$=0.9，
解得x=0.2，
结合v=$\frac{△c}{△t}$、转化率=$\frac{转化的量}{开始的量}$×100%计算．

解答 解：发生3H₂+N₂?2NH₃，设参加反应的氮气的物质的量为x，则
           3H₂+N₂?2NH₃
开始      3      1       0
转化      3x      x      2x
3min     3-3x   1-x    2x
3min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，则$\frac{3-3x+1-x+2x}{3+1}$=0.9，
解得x=0.2，
（1）此时间段内H₂的反应速率是$\frac{\frac{0.2mol×3}{2L}}{3min}$=0.1mol/（L．min），答：H₂的反应速率是0.1mol/（L．min）；
（2）3分钟后N₂的转化率为$\frac{0.2mol}{1mol}$×100%=20%，答：N₂的转化率为20%；
（3）反应3分钟后N₂的物质的量分数为$\frac{1-0.2}{4-0.2×2}$×100%=22.2%，答：3分钟后N₂的物质的量分数为22.2%．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法、反应速率及转化率的计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意物质的量比等于压强比，题目难度不大．