Question

（1）已知：2H₂（g）+O₂（ g ）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O （g）；△H=-483.6kJ/mol
CH₄ （g）+2O₂（g）═2H₂O（l）+CO₂（g）；△H=-890kJ/mol
標(biāo)準(zhǔn)狀況下，取甲烷和氫氣的混合氣體11.2L完全燃燒后恢復(fù)到常溫，則放出的熱量為203.32kJ，試求混合氣體中甲烷和氫氣體積比為

 

．
（2）將N₂和H₂按一定比例混合，在相同狀況下其密度是H₂的3.6倍，取0.5mol該混合氣體通入密閉容器內(nèi)，使之發(fā)生反應(yīng)并在一定條件下達(dá)到平衡．已知反應(yīng)達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)是相同條件下反應(yīng)前壓強(qiáng)的0.76倍，試求：
①反應(yīng)前混合氣體中N₂和 H₂的體積比為

 

．
②達(dá)到平衡時(shí)混合氣體中的氨的體積分?jǐn)?shù)為

 

．（保留三位有效數(shù)字）
③平衡時(shí)N₂的轉(zhuǎn)化率為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則其物質(zhì)的量為0.5mol，設(shè)甲烷為xmol，氫氣為ymol，根據(jù)物質(zhì)的量之比等于熱量比，結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算；
（2）①N₂和 H₂按一定比例混合，在相同狀況下其密度是H₂的3.6倍，則平均相對(duì)分子質(zhì)量為3.6×2=7.2，
設(shè)氮?dú)鉃閤mol，氫氣為ymol，則

28x+2y

x+y

=7.2，解得x：y=1：4，
②由①可知，0.5mol該混合氣體，物質(zhì)的量分別為0.1mol、0.4mol，則
      3H₂+N₂?2NH₃，
開始  0.4  0.1  0
轉(zhuǎn)化   3n   n   2n
平衡0.4-3n 0.1-n  2n
達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)是相同條件下反應(yīng)前壓強(qiáng)的0.76倍，則

0.5-2n

0.5

=0.76，
解得n=0.06mol，以此計(jì)算平衡時(shí)混合氣體中的氨的體積分?jǐn)?shù)及氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率．

解答： 解：（1）甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則其物質(zhì)的量為0.5mol，設(shè)甲烷為xmol，氫氣為ymol，
已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）；△H=-571.6kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （g）；△H=-483.6kJ/mol
CH₄ （g）+2O₂（g）=2H₂O （l）+CO₂（g）；△H=-890kJ/mol
則xmol甲烷燃燒放出的熱量為890xkJ，ymol氫氣燃燒放出熱量為

y

2

×571.6kJ，
所以890xkJ+×571.6kJ=203.32kJ，
x+y=0.5mol
解得：

x

y

=

1

4

，故答案為：1：4；
（2）①N₂和 H₂按一定比例混合，在相同狀況下其密度是H₂的3.6倍，則平均相對(duì)分子質(zhì)量為3.6×2=7.2，
設(shè)氮?dú)鉃閤mol，氫氣為ymol，則

28x+2y

x+y

=7.2，解得x：y=1：4，
相同條件下物質(zhì)的量之比等于體積之比，所以體積為1：4，
故答案為：1：4；
②由①可知，0.5mol該混合氣體，物質(zhì)的量分別為0.1mol、0.4mol，則
      3H₂+N₂?2NH₃，
開始  0.4  0.1  0
轉(zhuǎn)化   3n   n   2n
平衡0.4-3n 0.1-n  2n
達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)是相同條件下反應(yīng)前壓強(qiáng)的0.76倍，則

0.5-2n

0.5

=0.76，
解得n=0.06mol，
所以達(dá)到平衡時(shí)混合氣體中的氨的體積分?jǐn)?shù)為

2×0.06

0.4-0.06×3+0.1-0.06+2×0.06

=31.6%，故答案為：31.6%；
③氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為

0.06mol

0.1mol

×100%=60%，故答案為：60%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查熱化學(xué)方程式進(jìn)行的有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算以及化學(xué)平衡的計(jì)算，明確化學(xué)平衡三段法計(jì)算的格式及平均相對(duì)分子質(zhì)量、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算即可解答，側(cè)重計(jì)算能力的考查，題目難度中等．