Question

在一定温度下将100ｍＬＮ_２，Ｈ_２混合气充入密闭恒压容器内，发生反应达到平衡时维持温度不变，测得混合气的密度是反应前密度的1．25倍，平均分子量为15．5。求平衡时Ｎ_２的转化率；Ｎ_２，Ｈ_２两种气体开始时各为多少毫升?

Answer 1

平衡时Ｎ_２的转化率25％；Ｎ_２，Ｈ_２两种气体开始的体积分别为40ｍＬ和60ｍＬ。

解析:

∵同Ｔ同P下有（ρ_１／ρ_２）＝（ｍ_１／ｍ_２）

　　∴有（1／1．25）＝（ｍ_１／15．5）?解得ｍ_１＝12．4

（Ｖ_１／Ｖ_２）＝（n_１／n_２）

　　即：?Ｖ_Ｎ２∶Ｖ_Ｈ２＝10．4∶15．6

　　∴?Ｖ_Ｎ２＝10．4／（10．4＋15．6）×100mL＝40ｍＬ

　　??Ｖ_Ｈ２＝100mL－40mL＝60ｍＬ

　　设Ｎ_２转化的体积为ｘ，则有：

　　?????Ｎ_２?　＋　?3Ｈ_２2ＮＨ_３

　　起始体积　40　　　　　　60　　　　0

　　转化体积　ｘ　　　　　　3ｘ　　　2ｘ

　　平衡体积　40－ｘ　　　60－3ｘ　　2ｘ

　　?Ｖ_总＝40－ｘ＋60－3ｘ＋2ｘ＝100－2ｘ

　　∴有：

　　15．5＝（（40－ｘ）×28＋（60－3ｘ）×2＋2ｘ×17）／（100－2ｘ）

　　解得?ｘ＝10ｍＬ

　　∴Ｎ_２的转化率为：

　　Ｎ_２％＝（10／40）×100％＝25％