Question

9．往容积为2L的密闭容器内通入4mol N₂和10mol H₂，在一定条件下进行反应，经2s后达到平衡状态，平衡时c（N₂）为1mol/L．
（1）用H₂的浓度变化表示2s内的平均速率v（H₂）；
（2）平衡时混合气体中NH₃ 的体积分数是多少？
（3）容器内反应前后压强比是多少？

Answer 1

分析 平衡时N₂物质的量为：2L×1mol/L=2mol，则：
           N₂ （g）+3H₂（g） 2NH₃（g）
开始（mol）：4     10           0
变化（mol）：2     6            4
平衡（mol）：2     4            4
（1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（H₂）；
（2）氨气体积分数=$\frac{氨气物质的量}{混合气体总物质的量}$；
（3）相同条件下，前后压强之比等于反应前、后气体的总物质的量之比．

解答 解：平衡时N₂物质的量为：2L×1mol/L=2mol，则：
           N₂ （g）+3H₂（g） 2NH₃（g）
开始（mol）：4    10             0
变化（mol）：2    6              4
平衡（mol）：2    4              4
（1）2s内，用H₂的浓度变化表示的平均速率v（H₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{6mol}{2L}}{2s}$=1.5 mol/（L•s），
答：2s内的平均速率v（H₂）=1.5 mol/（L•s）；
（2）平衡时混合气体中氨的体积分数为$\frac{4mol}{2mol+4mol+4mol}$=$\frac{2}{5}$，
答：平衡时氨气的体积发生为$\frac{2}{5}$；
（3）相同条件下，前后压强之比等于反应前、后气体的总物质的量之比，即容器内反应前后压强比为（4mol+10mol）：（2mol+4mol+4mol）=7：5，
答：容器内反应前后压强比是7：5．

点评 本题考查化学平衡的有关计算，难度不大，注意基础知识的积累，掌握化学平衡三段式解题法．