Question

工業(yè)合成氨的反應為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．設t℃在容積為2L的密閉容器中充入0.6mol N₂和1.6mol H₂，反應在一定條件下達到平衡時，NH₃的物質的量分數(shù)為

4

7

．計算：
（1）達到平衡時H₂的物質的量；
（2）t℃該反應的平衡常數(shù)．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）先設氮氣的轉化率為x，利用三段式，計算平衡時生成氨氣的物質的量、剩余氮氣的物質的量和剩余氫氣的物質的量，再結合氨氣的質量分數(shù)計算氫氣的物質的量；
（2）根據(jù)平衡常數(shù)K=

C2(NH3)

C(N2)?C3(H2)

計算．

解答： 解：（1）設氮氣的轉化率是x，
                N₂ +3H₂2NH₃
起始量（mol）    0.6  　　 1.6    　　　　 0   
變化量（mol）   0.6x  　　1.8x   　　　　  1.2x   
平衡量（mol）0.6（1-x）　1.6-1.8x 　　　　1.2x   
平衡時，NH₃的物質的量分數(shù)=

1.2xmol

0.6(1-x)mol+1.6-1.8x+1.2x

=

4

7

，
x=66.7%，所以氫氣的物質的量為1.6-1.8x=0.4 mol，
答：達到平衡時H₂的物質的量為0.4mol；
（2）平衡時氮氣的物質的量濃度=

0.2mol

2.0L

=0.1mol/L，氫氣的物質的量濃度=

0.4mol

2.0L

=0.2mol/L，氨氣的物質的量濃度=

0.8mol

2.0L

=0.4mol/L，
平衡常數(shù)K=

C2(NH3)

C(N2)?C3(H2)

=

(0.4mol/L)2

0.1mol/L×(0.2mol/L)3

=200，
答：該條件下反應的平衡常數(shù)為200．

點評：本題考查了有關化學平衡的計算，難度不大，注意計算化學平衡常數(shù)時各物質的濃度必須是平衡時的濃度．