在一定条件下，将N2和H2的混合气体100ml通入密闭容器中，达平衡时，容器内的压强比反应前减少1/5，又测得此时混合气体的平均分子量为9．试求（1）原混合气体中N2和H2各多少毫升？（2）H2

Question

在一定条件下，将N₂和H₂的混合气体100ml通入密闭容器中，达平衡时，容器内的压强比反应前减少1/5，又测得此时混合气体的平均分子量为9．试求
（1）原混合气体中N₂和H₂各多少毫升？
（2）H₂的转化率为多少？

Answer 1

（1）设原混合气体中N₂的体积为x，H₂的体积为y，反应中转化的N₂的体积为a，则x+y=100mL ①，
         N₂+3H₂ ⇌2NH₃ △V
         1   3    2     2
         a   3a         2a
反应后气体的体积减小了2a，根据容器内的压强比反应前减少1/5，则达到平衡状态时气体的物质的量比反应前减少了(1)/(5)，(2a)/(x+y)=(1)/(5)②，将①带人②解得，a=10mL，
根据三段式：N₂ +3H₂⇌2NH₃
反应前：x   y     0
体积变化  10mL 30mL   20mL
平衡：x-10  y-30mL  20mL
相同条件下，气体摩尔体积相同，设为V_m，根据质量守恒定律及反应后气体的体积可得，混合气体的平均分子量为：(28×(x)/(Vm)+2×(y)/(Vm))/((x+y−20)/(Vm))=9 ③，
由③化简有19x-7y+180=0 ④
由①④联立，解得x=20mL，y=80mL，
答：原混和气体中有N₂20mL，H₂80mL；
（2）反应消耗10mL氮气，同时消耗了30mL氢气，所以氢气的转化率为：(30mL)/(80mL)×100%=37.5%，
答：H₂的转化率为37.5%．