Question

5．工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N₂（g）和1.60mol H₂（g），反應(yīng)在一定條件下達到平衡時，NH₃的物質(zhì)的量分數(shù)（NH₃的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比）為$\frac{4}{7}$．計算
①該條件下N₂的平衡轉(zhuǎn)化率；
②該條件下反應(yīng)2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）的平衡常數(shù)．

Answer 1

分析 設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N₂（g）和1.60mol H₂（g），反應(yīng)在一定條件下達到平衡時，設(shè)轉(zhuǎn)化的氮氣為xmol，則
         N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始   0.60         1.60            0
轉(zhuǎn)化   x               3x              2x
平衡  0.60-x         1.60-3x       2x
NH₃的物質(zhì)的量分數(shù)為$\frac{4}{7}$，則$\frac{2x}{0.60-x+1.60-3x+2x}$=$\frac{4}{7}$，
解得x=0.04mol，
結(jié)合轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化的量}{開始的量}$×100%、K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比、互為相反的兩個反應(yīng)的K互為倒數(shù)關(guān)系來計算．．

解答 解：設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N₂（g）和1.60mol H₂（g），反應(yīng)在一定條件下達到平衡時，設(shè)轉(zhuǎn)化的氮氣為xmol，則
         N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始   0.60         1.60            0
轉(zhuǎn)化   x               3x              2x
平衡  0.60-x         1.60-3x       2x
NH₃的物質(zhì)的量分數(shù)為$\frac{4}{7}$，則$\frac{2x}{0.60-x+1.60-3x+2x}$=$\frac{4}{7}$，
解得x=0.4mol，
①該條件下N₂的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.40mol}{0.60mol}$×100%=66.7%，
答：N₂的平衡轉(zhuǎn)化率為66.7%；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的K=$\frac{（\frac{0.80mol}{2L}）^{2}}{（\frac{0.4mol}{2L}）^{3}×（\frac{0.2mol}{2L}）}$=200，則該條件下反應(yīng)2NH₃（g）═N₂（g）+3H₂（g）的平衡常數(shù)為$\frac{1}{200}$=0.005，
答：2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）的平衡常數(shù)為0.005．

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算，為高頻考點，把握化學(xué)平衡三段法、轉(zhuǎn)化率及K的計算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，注意物質(zhì)的量分數(shù)的計算方法，題目難度不大．