Question

11．恒温下，将16mol N₂与24mol H₂的混合气体通入一个固定容积为4L的密闭容器中，发生如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），10分钟后反应达平衡时，NH₃的含量（体积分数）为25%，下列的关说法正确的是（　　）

• A． 达到平衡时，N₂和H₂的转化率之比为1：1
• B． 10分钟内v（H₂）=0.35mol/（L•min）
• C． 平衡混合气体的密度为124g/L
• D． 平衡混合气体中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=1：3：2

Answer 1

分析 恒温下，将16mol N₂与24mol H₂的混合气体通入一个固定容积为4L的密闭容器中，10分钟后反应达平衡时，NH₃的含量（体积分数）为25%，设消耗氮气物质的量为xmol，则：
             N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：16     24       0
变化量（mol）：x      3x       2x
平衡量（mol）：16-x   24-3x    2x
则$\frac{2x}{40-2x}$×100%=25%，解得x=4．
A．转化率=$\frac{物质的量变化量}{起始物质的量}$×100%；
B．根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（H₂）；
C．根据质量守恒定律，平衡时混合气体总质量等于起始时氮气、氢气质量之和，根据m=nM计算气体质量，再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算气体密度；
D．根据平衡时各组分物质的量计算．

解答 解：恒温下，将16mol N₂与24mol H₂的混合气体通入一个固定容积为4L的密闭容器中，10分钟后反应达平衡时，NH₃的含量（体积分数）为25%，设消耗氮气物质的量为xmol，则：
             N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：16     24        0
变化量（mol）：x      3x        2x
平衡量（mol）：16-x   24-3x     2x
则$\frac{2x}{40-2x}$×100%=25%，解得x=4．
A．达到平衡时，N₂和H₂的转化率之比为$\frac{4mol}{16mol}$：$\frac{12mol}{24mol}$=1：2，故A错误；
B.10min内v（H₂）=$\frac{\frac{12mol}{4L}}{10min}$=0.3mol/（L•min），故B错误；
C．根据质量守恒，平衡混合气体的密度=$\frac{16mol×28g/mol+24mol2g/mol}{4L}$=124g/L，故C正确；
D．平衡混合气体中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=（16-4）mol：（24-4×3）mol：2×4mol=3：3：2，故D错误；
故选：C．

点评 本题考查化学平衡计算，难度不大，注意三段式在化学平衡计算中应用．