Question

哈珀因分明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學獎．現向一個容積為2L的恒容的密閉容器中，加入N₂、H₂各4mol，在一定條件下使合成氨氣反應發生，反應在10s時達到了反應的限度，這是H₂的平均反應速率為0.12mol/（L?s），下列一個說法正確的是（　　）

A．容器中混合氣體的密度增大

B．此時容器中氣體的壓強是反應前氣體壓強的0.8倍

C．達到反應限度時H₂的轉化率是20%

D．此時容器中N₂的物質的量為1.6mol

Answer 1

分析：A、根據ρ=

m

V

以及質量守恒來判斷；
B、根據化學平衡三段法求出各物質的物質的量，根據壓強之比等于物質的量之比；
C、根據轉化率的公式計算；
D、根據化學平衡三段法求出各物質的物質的量即可．

解答：解：A、N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），反應前后都是氣體，根據質量守恒，可知反應前氣體的總質量和達到反應的限度時氣體的總質量相等，容器的體積不變，所以密度不變，故A錯誤；
B、H₂的平均反應速率為0.12mol/（L?s），則反應的H₂的物質的量濃度為0.12mol/（L?s）×10s=1.2mol/L，反應的H₂的物質的量為1.2mol/L×2L=2.4mol，根據化學平衡三段法可知：
                N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）
起始（mol）      4       4                 0
反應（mol）     0.8     2.4               1.6
10s（mol）      3.2     1.6               1.6
反應前氣體總的物質的量為：8mol，10s時氣體總的物質的量為6.4mol，所以10s容器中氣體的壓強是反應前氣體壓強的0.8倍，故B正確；
C、由選項B可知反應的氫氣為2.4 mol，則氫氣的轉化率為：

2.4

4

×100%=60%，故C錯誤；
D、由選項B可知容器中N₂的物質的量為3.2mol，故D錯誤；
故選B．

點評：本題主要考查了化學平衡的計算，難度不大，關鍵是掌握化學平衡三段法的計算及轉化率的計算．