题目
在673K时,氨的合成反应3H2(g)+N2(g)=2NH3(g) Kθ=1.7×10-4,若在673K时H2与N2 以3∶1的[br][/br]体积比密闭于容器中反应,达到平衡时,氨的体积百分比为40%。计算得平衡时的总压为____MPa,N2的分压为____MPa。(小数点后均保留1位数字)
在673K时,氨的合成反应3H2(g)+N2(g)=2NH3(g) Kθ=1.7×10-4,若在673K时H2与N2 以3∶1的[br][/br]体积比密闭于容器中反应,达到平衡时,氨的体积百分比为40%。计算得平衡时的总压为____MPa,N2的分压为____MPa。(小数点后均保留1位数字)
题目解答
答案
26.3;26.2;26.1;26.0#3.9
解析
步骤 1:设定初始条件和平衡状态
设初始时H2和N2的摩尔数分别为3n和n,反应达到平衡时,设消耗了x摩尔的H2和N2,生成了2x摩尔的NH3。根据题意,平衡时NH3的体积百分比为40%,即NH3的摩尔数占总摩尔数的40%。
步骤 2:建立平衡时的摩尔数关系
平衡时,H2的摩尔数为3n-x,N2的摩尔数为n-x,NH3的摩尔数为2x。总摩尔数为3n-x+n-x+2x=4n。根据题意,NH3的摩尔数占总摩尔数的40%,即2x/(4n)=0.4,解得x=0.8n。
步骤 3:计算平衡时的总压和N2的分压
设平衡时的总压为P,根据理想气体状态方程,总压P与总摩尔数成正比。平衡时的总摩尔数为4n,初始时的总摩尔数为4n,因此平衡时的总压与初始时的总压相等。根据Kθ=1.7×10^-4,可以计算出平衡时的总压P。N2的分压为N2的摩尔数与总摩尔数的比值乘以总压P。
设初始时H2和N2的摩尔数分别为3n和n,反应达到平衡时,设消耗了x摩尔的H2和N2,生成了2x摩尔的NH3。根据题意,平衡时NH3的体积百分比为40%,即NH3的摩尔数占总摩尔数的40%。
步骤 2:建立平衡时的摩尔数关系
平衡时,H2的摩尔数为3n-x,N2的摩尔数为n-x,NH3的摩尔数为2x。总摩尔数为3n-x+n-x+2x=4n。根据题意,NH3的摩尔数占总摩尔数的40%,即2x/(4n)=0.4,解得x=0.8n。
步骤 3:计算平衡时的总压和N2的分压
设平衡时的总压为P,根据理想气体状态方程,总压P与总摩尔数成正比。平衡时的总摩尔数为4n,初始时的总摩尔数为4n,因此平衡时的总压与初始时的总压相等。根据Kθ=1.7×10^-4,可以计算出平衡时的总压P。N2的分压为N2的摩尔数与总摩尔数的比值乘以总压P。