问题 选择题

哈珀因分明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖.现向一个容积为2L的恒容的密闭容器中,加入N2、H2各4mol,在一定条件下使合成氨气反应发生,反应在10s时达到了反应的限度,这是H2的平均反应速率为0.12mol/(L•s),下列一个说法正确的是(  )

A.容器中混合气体的密度增大

B.此时容器中气体的压强是反应前气体压强的0.8倍

C.达到反应限度时H2的转化率是20%

D.此时容器中N2的物质的量为1.6mol

答案

A、N2(g)+3H2(g)

2NH3(g),反应前后都是气体,根据质量守恒,可知反应前气体的总质量和达到反应的限度时气体的总质量相等,容器的体积不变,所以密度不变,故A错误;

B、H2的平均反应速率为0.12mol/(L•s),则反应的H2的物质的量浓度为0.12mol/(L•s)×10s=1.2mol/L,反应的H2的物质的量为1.2mol/L×2L=2.4mol,根据化学平衡三段法可知:

                N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

起始(mol)      4       4                 0

反应(mol)     0.8     2.4               1.6

10s(mol)      3.2     1.6               1.6

反应前气体总的物质的量为:8mol,10s时气体总的物质的量为6.4mol,所以10s容器中气体的压强是反应前气体压强的0.8倍,故B正确;

C、由选项B可知反应的氢气为2.4 mol,则氢气的转化率为:

2.4 
  4 
×100%=60%,故C错误;

D、由选项B可知容器中N2的物质的量为3.2mol,故D错误;

故选B.

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