Question

【題目】常溫下，將amol氮氣與bmol氫氣的混合氣體通入一個固定容積的密閉容器中，發生反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。

(1)若反應進行到某時刻t時，nt(N2)＝13 mol，nt(NH3)＝6 mol，則a值為________。

(2)反應達到平衡時，混合氣體的體積為716.8 L(標準狀況下)，其中氨氣體積分數為25%，平衡時氨氣的物質的量為________。

(3)原混合氣體與平衡混合氣體的總物質的量之比(寫最簡整數比，下同)n始∶n平＝________。

(4)原氣體中a∶b＝________。

(5)達到平衡時，N2和H2的轉化率之比α(N2)∶α(H2)＝________。

(6)達到平衡時混合氣體中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝________。

Answer 1

【答案】16 8 mol 5∶4 2∶3 1∶2 3∶3∶2

【解析】

(1)根據三段式計算；

(2)計算出混合氣體總的物質的量，利用體積分數計算氨氣的物質的量；

(3)利用差量法計算原混合氣體的物質的量；

(4)原混合氣體的物質的量減去氮氣的物質的量為氫氣的物質的量，據此計算；

(5)根據差量法計算出反應消耗的氮氣和氫氣的物質的量，計算出轉化率；

(6)根據①②中數據計算出達到平衡時，反應混合物各組分的物質的量，據此計算。

(1)設反應轉化的N2的物質的量為x，由題意可知：

由2x＝6得x＝3，a＝13＋3＝16；

(2)反應達平衡時，混合氣體為=32mol，其中NH3的物質的量為32mol×25%=8mol；

(3)設反應過程中混合氣體總物質的量減少y，則

解得y＝8 mol，原混合氣體總物質的量為＋8 mol＝40 mol，則n始∶n平=40 mol∶32 mol＝5∶4；

(4)由(1)知a=16mol，則b=40mol16mol=24mol，所以：a∶b＝16 mol∶24 mol＝2∶3；

(5)平衡時，氮氣的轉化率為×100%＝25%，氫氣的轉化率為×100%＝50%，達到平衡時，N2和H2的轉化率之比α(N2)∶α(H2)＝1∶2。

(6)反應過程中各物質的物質的量如下：

平衡混合氣體中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝12 mol∶12 mol∶8 mol＝3∶3∶2。