工业合成氨的反应为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）．设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60molN2（g）和1.60molH2（g），反应经过20分钟在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数（NH3的物质的量

Question

工业合成氨的反应为N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）．设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol N₂（g）和1.60mol H₂（g），反应经过20分钟在一定条件下达到平衡时，NH₃的物质的量分数（NH₃的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为 (4)/(7)计算：
（1）H₂在20分钟内的平均反应速率为___；
（2）该条件下N₂的平衡转化率为___；（小数点后保留一位）
（3）该条件下反应2NH₃（g）⇌N₂（g）+3H₂（g）的平衡常数为___．（不带单位）

Answer 1

对于反应N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）
开始（mol）：0.6     1.6               0
变化（mol）：n       3n                2n
平衡（mol）：0.6-n   1.6-3n            2n
所以(2nmol)/((o.6-n)mol+(1.6-3n)mol+2nmol)=(4)/(7)，解得n=0.4，
（1）由上面的分析可知，平衡时氢气转化的物质的量为0.4mol×3=1.2mol，所以H₂在20分钟内的平均反应速率为((1.2mol)/(2.0L))/(20min)=0.03mol/（L•min），
故答案为：0.03mol/（L•min）；
（2）由三段式解题法计算可知，平衡时参加反应的氮气的物质的量为0.4mol，
起始时，氮气的物质的量为0.6mol，
所以该条件下N2的平衡转化率为(0.4mol)/(0.6mol)×100%=66.7%，
故答案为：66.7%；
②由三段式解题法计算可知，平衡时，c（N₂）=((0.6-0.4)mol)/(2L)=0.1mol/l；c（H₂）=((1.6-3×0.4)mol)/(2L)=0.2mol/l； c（NH₃）=(2×0.4mol)/(2L)=0.4mol/l．
所以该条件下反应2NH₃（g）⇌N₂（g）+3H₂（g）的平衡常数k=(c3(H2)•c(N2))/(c2(NH3))=(0.23×0.1)/(0.42)=0.005，
故答案为：0.005．