Question

（6分）在容積為10L的密閉容器中，通入40molN₂和120molH₂，在一定條件下進行反應，2s后達到平衡狀態(tài)，此時N₂的濃度是2mol/L，試求：
（1）用H₂的濃度變化表示的2s內(nèi)的平均反應速率為多少？
（2）N₂的轉(zhuǎn)化率為多少？
（3）平衡時NH₃的體積分數(shù)為多少？（要求有計算過程）

Answer 1

解： （1）()="3mol" ?L^-1 ?s^-1
（2）N₂的轉(zhuǎn)化率="50%"
(3) NH₃的體積分數(shù)=33.3%

試題分析：本題是關(guān)于可逆反應中的計算題，利用“三段法”來對反應中三個狀態(tài)時的各物質(zhì)的濃度進行分析，從而來進行計算。由題意已知了N₂的初始濃度，而在反應2S后達到平衡狀態(tài)，此時N₂的濃度是2mol/L，根據(jù)N₂濃度的變化即可進行計算。根據(jù)化學反應中計量數(shù)之比等于化學反應速率之比可以用其它物質(zhì)來對化學反應速率進行描述。
解題過程如下：
2秒后N₂的物質(zhì)的量為2mol/L×10L=20mol
N₂    +     3H₂      =      2NH₃
   40          120              0
   20           60              40
    20           60              40
（1）()==="3mol" ?L^-1 ?s^-1               
（2）N₂的轉(zhuǎn)化率：N₂%=×100%=50%                  
(3) NH₃的體積分數(shù)：NH₃%==33.3%         
點評：本題屬于平衡計算題目，常用的方法就是三段式的解法，可以清晰的判斷各個過程中物質(zhì)的量的變化，并進行計算，屬于常規(guī)解題方法。