问题 计算题

(1)在一定温度下,向一个容积不变的容器中,通入2molN2和8molH2及固体催化剂,使之反应。已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.2kJ·mol-1。平衡时容器内气体压强为起始时的80%。(写出计算过程)

①平衡时N2的物质的量        , H2的转化率        

②达到平衡时,放出的热量为            

(2)在一个容积为500 mL的密闭容器中,充入5 mol H2和2 mol CO。在一定温度和一定压强下,发生如下反应:2H2(g)+CO(g)  CH3OH(g),经过5 min后达到平衡状态。若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2 mol/L,求:(写出计算过程)

①以H2的浓度变化表示的该反应的速率

②达平衡时CO的转化率

③该温度下的K

答案

(1)①1摩尔

②37.5%

③92.2kJ

(2)①v(H2)=0.8 mol/(L·min)  

②50%  

③0.028

题目分析:解:(1)设反应掉的氮气的物质的量为x,即

N2(g)    +3H2(g)         2NH3(g)

起始的物质的量(mol)  2         8                       0

转化的物质的量(mol)  x         3x                      2x

平衡的物质的量(mol)2-x        8-3x                     2x

根据PV=nRT,所以(10-2x)/10=80%,所以x为1mol,

所以平衡时N2的物质的量为2-1=1mol,

H2的转化率=3x/8=3*1/8*100%=37.5%

达到平衡时,放出的热量=1*92.2kJ=92.2kJ

(2)设反应掉的氢气的物质的量为x,即

2H2(g) +   CO(g)        CH3OH(g)

起始的物质的量(mol)     5          2                      0

转化的物质的量(mol)     x         0.5x                     0.5x

平衡的物质的量(mol)   5-x        2-0.5x                    0.5x

有因为CH3OH蒸气的浓度为2 mol/L,所以0.5x=2×0.5,所以x=2mol,

所以以H2的浓度变化表示的反应速率v(H2)="2/0.5/5=0.8" mol/(L·min),

达平衡时CO的转化率=1/2×100%=50%,

K=c(CH3OH)/c2(H2)c(CO)=2/(6*6*2)=0.028。

点评:本题综合考查了化学反应,平衡常数的相关计算,有一定的综合性,考查的知识点比较全面,是一道不错的计算题

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