问题
计算题
（7分）合成氨工厂通常测定反应前后混合气体的密度来确定氮气的转化率。某工厂测得进入合成塔的N2和H2混合气体的密度为0.553 6 g·L-1（标准状况），从合成塔出来的混合气体在相同条件下的密度为0.693 g·L-1。求该合成氨厂N2的转化率。
答案
设N2和H2起始时的总量为1 mol，其中N2的物质的量为x，H2有1 mol-x,则有28 g·mol-1·x+2 g·mol-1(1 mol-x)="0.5536" g·L-1×22.4 L。解之得x="0.4" L,即起始时N2有0.4 mol，H2有0.6 mol。
设0.4 mol N2中转化为NH3的物质的量为y。
N2 + 3H2 
2NH3
起始量 0.4 mol 0.6 mol 0
变化量 y 3y 2y
平衡量 0.4 mol-y 0.6 mol-3y 2y
平衡时，平衡混合气体总量为：
n(总）="0.4" mol-y+0.6 mol-3y+2y="1" mol-2y
根据质量守恒定律得：1 mol×0.553 6 g·L-1×22.4 L·mol-1="(1" mol-2y)×0.693 g·L-1×22.4 L·mol-1
解之得：y="0.1" mol,所以N2的转化率为
×100%=25%。
根据混合气体的密度，可求出其平均相对分子质量，即能求出各组分的体积比，也可根据各组分的体积而求出其平均相对分子质量。