工业合成氨的反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),设计容器为2.0L的密闭容器中充入0.60molN2(g)和1.60mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数为4/7,计算: (1)该条件下N2

问题描述:

工业合成氨的反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),设计容器为2.0L的密闭容器中充入0.60molN2(g)和1.60mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数为

4
7
,计算:
(1)该条件下N2的平衡转化率;
(2)该条件下反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的平衡常数.

(1)设氮气的转化率是x.
       N2+3H2⇌2NH3
      0.6  1.6  0   反应前
    0.6x   1.8x 1.2x    反应
0.6(1-x) 1.6-1.8x 1.2x  平衡
平衡时,NH3的物质的量分数=

1.2xmol
[0.6(1−x)+1.6−1.8x+1.2x]mol
=
4
7

x=66.7%,
答:该条件下N2的平衡转化率为66.7%;
(2)平衡时氮气的物质的量浓度=
0.2mol
2L
=0.1mol/L,氢气的物质的量浓度=
0.4mol
2L
=0.2mol/L,氨气的物质的量浓度=
0.8mol
2L
=0.4mol/L,
平衡常数K=
C(N2).[C(H2)] 3
[C(NH 3)] 2
=
0.1mol/L×(0.2mol/L) 3
(0.4mol/L) 2
=0.005.
答:该条件下反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的平衡常数为0.005.