Question

化学反应速率问题

将对氢气的相对密度为4.25的氮气和氢气的混合气体通入密闭容器中，在一定条件下反应生成氨气，达到平衡时，氨气占25%（体积分数）。
求：（1）进入容器氮起和氢气的体积比；
（2）氮气的转换率；
（3）反应前后的压强之比；
（4）反应前后的密度比。

Answer 1

氢气的相对密度为4.25的氮气和氢气的混合气体
M混=4.25*2=8.5
N2 28 6.5
8.5
H2 2 19.5
所以n(N2):n(H2)=6.5:19.5=1:3
进入容器氮起和氢气的体积比:1:3
N2 + 3H2 <=====> 2NH3
n起 x 3x 0
n变 y 3y 2y
n平 x-y 3x-3y 2y
氨气占25%: 2y/[(x-y)+(3x-3y)+2y]=25% y/x=2/5
氮气的转换率:y/x=40%
反应前后的压强之比 (x+3x)/[(x-y)+(3x-3y)+2y]=1.2
反应前后的密度比: 密度比=M混比
所以:(28x+3x*2)/4x :[(x-y)*28+(3x-3y)*2+2y*17]=(34/4):34=1:4

Answer 2

可知混合气的平均摩尔质量是8.5g/mol，用十字交叉法得N2:H2=1:3，设氮气1mol，氨气3mol，容器体积1L，
N2+3H2====2NH3
初始浓度 1 3 0
反应浓度 x 3x 2x
平衡浓度 1-x 3-3x 2x

因为（2x）/（1-x+3-3x+2x)=25%,
x=0.4
所以（1）1：3
（2）0.4/1=40%
（3）容器体积不变压强比等于总气体物质的量比，即4：3.2=5：4
（4）密度=m/V，质量、容器体积都不变，故为1：1

Answer 3