往容积为10L的密闭容器内通入40molN2和120molH2,在一定条件下进行反应,经2s后达到平衡状态,平衡时[N2]为2mol/L.

题目

往容积为10L的密闭容器内通入40molN2和120molH2,在一定条件下进行反应,经2s后达到平衡状态,平衡时[N2]为2mol/L.
(1)用氢气表示该反应的化学反应速度是____.
(2)氮气的转化率是____.
(3)平衡时混合气体中氨的体积分数是____.
答案是3mol/(L*s);50%;33.3%

答案

平衡时氮气浓度为2mol/L,物质的量为20mol,说明氮气反应了40-20=20mol.由N2 + 3H2 = 2NH3可计算出氢气反应了60mol,氨气生成了40mol.达到平衡时,氮气,氢气,氨气的物质的量依次为20mol,60mol,40mol.
化学反应速率等于变化的浓度与时间之比,故(1)为60/10/2=3mol/(L·s)
转化率等于变化的物质的量与起始物质的量之比,故(2)为20/40=50%
平衡时混合气体中氨的体积分数等于平衡时氨的物质的量与总物质的量之比,故(3)为40/(20+60+40)=33.3%