反应 0.5(N)_2((g)) + 1.5(H)_2((g)) = (NH)_3((g)) 进行到一定时间后,发现 (N)_2((g)) 的量降低了 0.4(mol),则反应进度、(H)_2((g)) 和 (NH)_3((g)) 量的变化值是( )。A. xi = 0.8(mol), Delta n_({H)_2} = -0.4(mol), Delta n_({NH)_3} = 0.4(mol)B. xi = 0.8(mol), Delta n_({H)_2} = -1.2(mol), Delta n_({NH)_3} = 0.8(mol)C. xi = 0.8(mol), Delta n_({H)_2} = 1.2(mol), Delta n_({NH)_3} = 0.8(mol)
A. $\xi = 0.8\text{mol}$, $\Delta n_{\text{H}_2} = -0.4\text{mol}$, $\Delta n_{\text{NH}_3} = 0.4\text{mol}$
B. $\xi = 0.8\text{mol}$, $\Delta n_{\text{H}_2} = -1.2\text{mol}$, $\Delta n_{\text{NH}_3} = 0.8\text{mol}$
C. $\xi = 0.8\text{mol}$, $\Delta n_{\text{H}_2} = 1.2\text{mol}$, $\Delta n_{\text{NH}_3} = 0.8\text{mol}$
题目解答
答案
解析
本题考查化学反应进度以及物质的量变化值的计算。解题思路是先根据反应进度的定义式,由已知的$N_2$的物质的量变化求出反应进度$\xi$,再根据反应进度与各物质化学计量数的关系,分别计算出$H_2$和$NH_3$的物质的量变化值。
步骤一:明确反应进度的定义式
对于化学反应$aA + bB = cC + dD$,反应进度$\xi$的定义式为$\xi=\frac{\Delta n_{i}}{\nu_{i}}$,其中$\Delta n_{i}$是物质$i$的物质的量变化值,$\nu_{i}$是物质$i$的化学计量数(反应物的化学计量数为负,生成物的化学计量数为正)。
步骤二:计算反应进度$\xi$
已知反应$0.5N_2(g) + 1.5H_2(g) = NH_3(g)$,$N_2$的物质的量降低了$0.4mol$,即$\Delta n_{N_2} = - 0.4mol$,$N_2$的化学计量数$\nu_{N_2}=-0.5$。
将$\Delta n_{N_2} = - 0.4mol$和$\nu_{N_2}=-0.5$代入反应进度的定义式$\xi=\frac{\Delta n_{N_2}}{\nu_{N_2}}$,可得:
$\xi=\frac{-0.4mol}{-0.5}=0.8mol$
步骤三:计算$H_2$的物质的量变化值$\Delta n_{H_2}$
$H_2$的化学计量数$\nu_{H_2}=-1.5$,反应进度$\xi = 0.8mol$。
根据$\Delta n_{i}=\nu_{i}\xi$,可得$\Delta n_{H_2}=\nu_{H_2}\xi=(-1.5)\times0.8mol=-1.2mol$
步骤四:计算$NH_3$的物质的量变化值$\Delta n_{NH_3}$
$NH_3$的化学计量数$\nu_{NH_3}=1$,反应进度$\xi = 0.8mol$。
根据$\Delta n_{i}=\nu_{i}\xi$,可得$\Delta n_{NH_3}=\nu_{NH_3}\xi=1\times0.8mol = 0.8mol$