Question

在 2l的密闭容器中，充入 1mol n2 和 3mol h2，在一定的条件下反应，2 分钟后达到平衡状

在 2L的密闭容器中，充入 1mol N2 和 3mol H2，在一定的条件下反应，2 分钟后达到平衡状态，相同温度下，测得平衡时混合气体的压强比反应前混合气体的压强减小了 1/10，计算：
（1）平衡时混合气体中三种气体的物质的量比为多少？
（2）N2 的转化率为多少？
（3）2分钟内，NH3 的平均反应速率为多少？

Answer 1

N2 + 3H2 = 2NH3
开始时的浓度： 0.5 1.5 0
平衡时的浓度：0.5-x 1.5-3x 2x
(0.5-x + 1.5-3x + 2x)/(0.5 + 1.5) = (2- 2x)/2=9/10
x=0.1mol/L
（1）平衡时混合气体中三种气体的物质的量比=(0.5-0.1):(1.5-0.3);0.2=2:6:1
（2）N2 的转化率=0.1/0.5=20%
（3）2分钟内，NH3 的平均反应速率=0.2/2=0.1 mol/L.min

Answer 2

解：（1） N2 + 3H2 → 2NH3
起始量mol： 1 3 0
变化量mol：-a -3a +2a
平衡量mol：1-a 3（1-a） 2a
由理想气体状态方程PV=nRT可知，V一定，T一定，R是常数。
P∝n，平衡时混合气体的压强比反应前混合气体的压强减小了 1/10，
所以{（1+3）-[4*（1-a）+2a]}/（1+3）=1/10
所以a=0.2
则n（N2）：n（H2）：n（NH3）=0.8：2.4：0.4=2:6:1
（2）转化率φ=a/1=0.2=20%
（3）NH3 的平均反应速率ν=（2a mol）/(2L*2min)=0.1mol/(L·min).