Question

将N₂和H₂的混合气体，装入2 L密闭容器内，在一定温度和压强下达到平衡时，测得N₂、H₂和NH₃的物质的量分别为2.6 mol、4.0 mol和6.0 mol。求：

（1）最初混合气体中H₂和N₂的浓度。

（2）N₂的转化率。

（3）若将N₂的起始浓度改为6 mol·L^-1，则达到平衡后NH₃的浓度为4 mol·L^-1，求平衡后N₂和H₂的转化率。

Answer 1

（1）最初N₂的浓度为2.8 mol·L^-1，氢气的浓度为6.5 mol·L^-1

（2）N₂的转化率为53.6%

（3）当N₂起始浓度变化时，N₂的转化率变为33.3%，H₂的转化率为92.3%

解析：（1）设N₂、H₂的起始浓度为a、b。

                                N₂  +  3H₂2NH₃

起始浓度/mol·L^-1      a          b               0

平衡浓度/mol·L^-1     2.6/2    4.0/2        6.0/2

转化浓度/mol·L^-1     1.5       4.5            3.0

根据计算式可知：［起始浓度］=［平衡浓度］+［转化浓度］

a=1.3+1.5=2.8（mol·L^-1）

b=2.0+4.5=6.5（mol·L^-1）

（2）N₂转化率：×100%=53.6%

（3）设N₂、H₂、NH₃的转化浓度为?a′、b′、c′?。

                               N₂+3H₂2NH₃

起始浓度/mol·L^-1      6   6.5             0

平衡浓度/mol·L^-1                            4.0

转化浓度/mol·L^-1      a′  b′           c′

根据化学方程式的比例可知c′=4.0 mol·L^-1，

b′=6.0 mol·L^-1，a′=2.0 mol·L^-1

所以N₂的转化率：×100%=33.3%

H₂的转化率：×100%=92.3%