Question

在一定条件下，将N2、H2的混合气体共1mol通入密闭的容器内，达到平衡是容器的压强比反应前

减小1/5，又测得此时混合气体的平均相对分子质量为9，求
1、原混合气体N2.H2物质的量分别为多少
2、H2的转化率

Answer 1

N2、H2的反应方程为 N2+3H2=2NH3
从平衡后容器的压强比反应前减小1/5. 知道反应后气体的体积，或者说摩尔量要比反应前减小1/5
就知道了反应之后三种气体的摩尔量为原来的4/5.即 0.8mol 中间相差0.2mol
N2+ 3 H2 = 2 NH3 △n
2 2
n(NH3) 0.2
通过以上的关系可以求出n(NH3) =0.2mol 参加反应的氢气为0.3mol
测得此时混合气体的平均相对分子质量为9 → 那么可以求出混合气体的质量
由公式 m=M*n 可求得混合气体质量为 9*0.8=7.2g
已知n(NH3) =0.2mol
那么m(NH3)=0.2*17=3.4g
m(H2)+m(N2)=7.2-m(NH3)=7.2-3.4=3.8g
0.8mol混合气体中有0.2mol是NH3， 所以剩下的0.6就是H2和N2了
设N2的摩尔量为a。则H2的摩尔量为 0.6-a
a*17+(0.6-a) *2 = 3.8 → a=0.1
n(N2)=0.1mol n(H2)=0.5mol

反应之前的氢气的摩尔量为 0.5+0.3=0.8 反应掉的为 0.3
转化率 v = 0.3/0.8 * 100% = 37.5 %

Answer 2

设混合气体中N2的物质的量为X摩尔，则H2的物质的量＝1－X摩尔
－－N2＋3H2＝2NH3
起始X-----1-X------0
转化a-------3a-----2a
平衡X-a--1-X-3a---2a
平衡时，总物质的量＝X-a＋1-X-3a＋2a＝1－2a 摩尔
达到平衡是容器的压强比反应前减小1/5，说明总物质的量比反应前减小1/5。
所以2a=1/5,a=1/10
平衡时，总物质的量＝1-2*1/10=0.8mol
X-a＋1-X-3a＋2a=0.8
28*(X-0.1)/0.8+2*(1-X-0.3)/0.8+17*0.2/0.8=9
X=0.2mol
1、原混合气体N2.H2物质的量分别为0.2摩尔和0.8摩尔

2、H2的转化率
（0.2－0.1）/0.2=50%

Answer 3

困为气体的体积与mol成正比，所以可以认为反应前体积为 A+B
反应后体积为 A-X+B-3X+2X=A+B-2X
（A+B）/（A+B-2X）=5/4
得10X=A+B=1，X=0.1
反应后气体组成为 A-0.1 的N2， B-0.3=1-A-0.3=0.7-A 的H2 0.2的NH3
平均分子量： (28*（A-0.1）+2*（0.7-A)+0.2*17)/(A-0.1+0.7-A+0.2)=9
26A+2=7.2 A=0.2
所以原有 N2为0.2mol，H2为0.8 mol，参加反应的H2为0.3mol， 生成的NH为 0.4mol
H2的转化率=0.3/0.8=37.5%

Answer 4

N2+3H2=2NH3