Question

（1）在一定温度下，向一个容积不变的容器中，通入2molN₂和8molH₂及固体催化剂，使之反应。已知：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；△H=-92.2kJ·mol^-1。平衡时容器内气体压强为起始时的80％。（写出计算过程）

①平衡时N₂的物质的量        , H₂的转化率        

②达到平衡时，放出的热量为            。

（2）在一个容积为500 mL的密闭容器中，充入5 mol H₂和2 mol CO。在一定温度和一定压强下，发生如下反应：2H₂(g)＋CO(g)  CH₃OH(g)，经过5 min后达到平衡状态。若此时测得CH₃OH蒸气的浓度为2 mol/L，求：（写出计算过程）

①以H₂的浓度变化表示的该反应的速率

②达平衡时CO的转化率

③该温度下的K

Answer

（1）①1摩尔

②37.5%

③92.2kJ

（2）①v(H2)＝0.8 mol/(L·min)  

②50%  

③0.028

【解析】

试题分析：【解析】
（1）设反应掉的氮气的物质的量为x，即

N2(g)    +3H2(g)         2NH3(g)

起始的物质的量（mol）  2         8                       0

转化的物质的量（mol）  x         3x                      2x

平衡的物质的量（mol）2-x        8-3x                     2x

根据PV=nRT，所以（10-2x）/10=80％，所以x为1mol，

所以平衡时N2的物质的量为2-1=1mol，

H2的转化率=3x/8=3*1/8*100%=37.5%

达到平衡时，放出的热量=1*92.2kJ=92.2kJ

（2）设反应掉的氢气的物质的量为x，即

2H2(g) ＋   CO(g)        CH3OH(g)

起始的物质的量（mol）     5          2                      0

转化的物质的量（mol）     x         0.5x                     0.5x

平衡的物质的量（mol）   5-x        2-0.5x                    0.5x

有因为CH3OH蒸气的浓度为2 mol/L，所以0.5x=2×0.5，所以x=2mol，

所以以H2的浓度变化表示的反应速率v(H2)="2/0.5/5=0.8" mol/(L·min)，

达平衡时CO的转化率=1/2×100%=50%，

K=c（CH3OH）/c2（H2）c（CO）=2/（6*6*2）=0.028。

考点：化学反应，平衡常数