Question

3．若定義某物質的轉化率為消耗掉的該物質的物質的量占起始時該物質的原物質的量的百分比．已知合成氨反應為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．在一體積為10L且容積不變的密閉容器中放入1mol N₂和3mol H₂，在一定條件下發(fā)生反應，經4min達到化學平衡狀態(tài)，測得容器中氨氣的物質的量為0.6mol．求：
（1）氮氣的轉化率；
（2）用氫氣表示平均反應速率是多少？
（3）平衡狀態(tài)時氫氣的物質的量濃度．

Answer 1

分析 經4min達到化學平衡狀態(tài)，測得容器中氨氣的物質的量為0.6mol．則
        N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始  1              3               0
轉化 0.3          0.9              0.6
平衡  0.7          2.1              0.6
（1）轉化率=$\frac{轉化量}{開始量}$×100%；
（2）結合v=$\frac{△c}{△t}$計算；
（3）結合c=$\frac{n}{V}$計算．

解答 解：經4min達到化學平衡狀態(tài)，測得容器中氨氣的物質的量為0.6mol．則
        N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始  1              3               0
轉化 0.3          0.9              0.6
平衡  0.7          2.1              0.6
（1）氮氣的轉化率為$\frac{0.3mol}{1mol}$×100%=30%，
故答案為：氮氣的轉化率為30%；
（2）用氫氣表示平均反應速率是$\frac{\frac{0.9mol}{10L}}{4min}$=0.0225 mol•（L•min）^-1，
答：用氫氣表示平均反應速率是0.0225 mol•（L•min）^-1；
（3）平衡狀態(tài)時氫氣的物質的量濃度為$\frac{2.1mol}{10L}$=0.21 mol/L，
答：平衡狀態(tài)時氫氣的物質的量濃度為0.21mol/L．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握化學平衡三段法計算格式、轉化率及反應速率的計算等為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意轉化量及平衡時物質的量的判斷，題目難度不大．