Question

现将N2和H2在一定条件下合成氨。

现将N2和H2在一定条件下合成氨。
1.有一体积比为2:3的N2和H2的混合气体,在一体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡时,容器内的压强为反应开始时的4\5,求:
(1)N2的转化率;
(2)平衡时n(N2),n(H2)和n(NH3)的体积比是多少?
2.在一定条件下,将一定量的N2和H2混合气体合成氨,达平衡时,混合气体中NH3的体积分数为25%,若反应前后条件相同,则反应从开始到平衡缩小的气体体积与原反应物气体体积的比值是多少?

Answer 1

1.原来体积比为2:3,就不妨设总体积为5单位，其中N2两个单位，H2三个单位。由于压强和体积成反比，说明如果把压强变回原来的数值，那么体积将是原来的4/5，就是说少了一个体积单位。按照反应式
N2+3H2=2NH3
可知，总共反应了两个单位，生成一个单位的NH3.
所以，有0.5单位的N2和1.5单位的H2进行了反应,生成1单位的NH3。
N2转化率=0.5/2=25%
三种气体体积比为n(N2):n(H2):n(NH3)=1.5:1.5:1=3:3:2

2.NH3为25%也就是四分一，由反应式知反应后反应气体的体积减半，则生成NH3所需的气体体积为反应后NH3体积的两倍，也就是四分之二体积。加上其他未反应的四分之三体积，则反应后体积与反应前体积之比为（0.5+0.75）：（0.25+0.75）=5：4