Question

（1）在恒溫恒容的密閉容器中，充入物質(zhì)的量之比為1：4的N₂ 和H₂，一定時間后達到平衡時，測得N₂和H₂的物質(zhì)的量之比為1：5．計算平衡混合氣體中NH₃的體積分數(shù)及N₂的轉(zhuǎn)化率．
（2）在恒溫、恒壓和使用催化劑的條件下，已知：在容積可變的密閉容器中，充入含3molH₂和1molN₂混合氣體，反應(yīng)達平衡時有a molNH₃生成，N₂的轉(zhuǎn)化率為b%．若仍在恒溫、恒壓和使用催化劑的條件下，在體積可變的密閉容器中充入x molH₂和y molN₂，反應(yīng)達平衡時有3a molNH₃生成，N₂的轉(zhuǎn)化率仍為b%．則x=

9

，y=

3

．

Answer 1

分析：（1）設(shè)出氮氣、氫氣的物質(zhì)的量n、4n及氨氣的轉(zhuǎn)化率x，根據(jù)達到平衡時N₂和H₂的物質(zhì)的量之比為1：5，計算出混合氣體中NH₃的體積分數(shù)及N₂的轉(zhuǎn)化率；
（2）壓強不變，氣體的物質(zhì)的量不影響平衡，充入含3molH₂和1molN₂混合氣體，反應(yīng)達平衡時有a molNH₃生成，N₂的轉(zhuǎn)化率為b%；若平衡時有3a molNH₃生成，N₂的轉(zhuǎn)化率仍為b%，則充入氮氣3mol，氫氣是氮氣的3倍，即9mol．

解答：解：（1）設(shè)氮氣、氫氣的物質(zhì)的量為n、4n，達到平衡時氮氣的質(zhì)量為x，
     N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
     1        3
    n?x      3nx
根據(jù)N₂和H₂的物質(zhì)的量之比為1：5，列式為：（n-nx）：（4n-3nx）=1：5，
解得：x=50%，
反應(yīng)消耗了0.5nmol氮氣，則生成了2×0.5nmol=nmol，
氨氣的體積分數(shù)為：

n

n-0.5n+4n-3×0.5n+n

×100%=25%，
答：氨氣的體積分數(shù)為25%，氮氣的轉(zhuǎn)化率為50%；
（2）在恒溫恒壓條件下，1molN₂與3molH₂的混合氣體通入一個容積可變的容器中發(fā)生反應(yīng)，達平衡后，生成a molNH₃，
則只通入N₂與H₂，達平衡時生成3amolNH₃，則開始時應(yīng)通入N₂3mol，且平衡時NH₃ 的質(zhì)量分數(shù)與前者相同，
及極限轉(zhuǎn)化后起始的量與原起始量成正比，故H₂的物質(zhì)的量為3mol×3=9mol，
故答案為：9；3．

點評：本題較難，考查化學平衡中等效平衡的計算，明確溫度與壓強不變時，起始反應(yīng)物的量成正比則平衡等效是解答本題的關(guān)鍵．