三行计算:
N2 +3H2==2NH3
起始1mol 3mol 0
变化 x 3x 2x
平衡 1-x 3-3x 3x
由体积比可得:【(1-x)+(3-3x)+(2x)】/【1+3】=9/10
解得x=0.2
所以平衡时N2量=0.8mol H2量=2.4mol NH3量=0.4mol
v(H2)=0.6mol/(10L*6min)=0.01mol/(L*min)
反应方程式为N2+3H2=2NH3
则设平衡时有a mol的N2反应,则平衡时剩余的N2为(1-a)mol,H2为3(1-a)mol,NH3为2a mol,所以反应前的总物质的量为(1+3)mol,平衡后为(1-a)+3(1-a)+2a=4-2a mol,
根据理想气体状态方程PV=nRT,由于温度,容器的体积不变,压强减少对应着物质的量的减少,题目中压强减少1/10,即物质的量减少1/10,所以(1+3)=(1-1/10)(4-2a),解得a=0.2mol,
所以:
(1)N2为0.8mol,H2为2.4mol,NH3为0.4mol;
(2)根据化学反应速率定义((3/10)-(2.4/10))/6=0.01mol/(L.min)
“三步走”战略
N2 + 3H2 = 2NH3
原始 1mol 3mol 0
转化 0.2mol 0.6mol 0.4mol
平衡 0.8mol 2.4mol 0.4mol
压强减少了1/10,说明物质量减少1/10,可得上式中氨气转化了(1+3)/10=0.4mol
根据平衡条件转化的物质的量等于化学式中计量数的比,可得其他物质转化的量,
平衡的物质的量=原始--转化 可得第一问N2 0.8mol H2 2.4mol NH3 0.4mol
V(H2)=(0.6mol/10L)/6min=0.01mol
一定温度和体积时,气体的压强之比就等于物质的量之比。该反应达平衡时压强减少1/10,即物质的量减少1/10即减少了0.4mol。根据差量法每一份氮气参与反应体积减少两份,因此可以算出实际消耗氮气0.2mol,氢气0.6mol,生成氨气0.4mol,所以平衡时气体混合物中各物质的物质的量分别为:N2 0.8mol H2 2.4mol NH3 0.4mol。速率v=浓度改变量/时间=0.6mol/(10L*6min)=0.01mol/(lL.min)