Question

在一定溫度下將100ｍＬＮ_２，Ｈ_２混合氣充入密閉恒壓容器內，發生反應達到平衡時維持溫度不變，測得混合氣的密度是反應前密度的1．25倍，平均分子量為15．5。求平衡時Ｎ_２的轉化率；Ｎ_２，Ｈ_２兩種氣體開始時各為多少毫升?

Answer 1

平衡時Ｎ_２的轉化率25％；Ｎ_２，Ｈ_２兩種氣體開始的體積分別為40ｍＬ和60ｍＬ。

解析:

∵同Ｔ同P下有（ρ_１／ρ_２）＝（ｍ_１／ｍ_２）

　　∴有（1／1．25）＝（ｍ_１／15．5）?解得ｍ_１＝12．4

（Ｖ_１／Ｖ_２）＝（n_１／n_２）

　　即：?Ｖ_Ｎ２∶Ｖ_Ｈ２＝10．4∶15．6

　　∴?Ｖ_Ｎ２＝10．4／（10．4＋15．6）×100mL＝40ｍＬ

　　??Ｖ_Ｈ２＝100mL－40mL＝60ｍＬ

　　設Ｎ_２轉化的體積為ｘ，則有：

　　?????Ｎ_２?　＋　?3Ｈ_２2ＮＨ_３

　　起始體積　40　　　　　　60　　　　0

　　轉化體積　ｘ　　　　　　3ｘ　　　2ｘ

　　平衡體積　40－ｘ　　　60－3ｘ　　2ｘ

　　?Ｖ_總＝40－ｘ＋60－3ｘ＋2ｘ＝100－2ｘ

　　∴有：

　　15．5＝（（40－ｘ）×28＋（60－3ｘ）×2＋2ｘ×17）／（100－2ｘ）

　　解得?ｘ＝10ｍＬ

　　∴Ｎ_２的轉化率為：

　　Ｎ_２％＝（10／40）×100％＝25％