Question

恒溫下，將a mol N₂與b mol H₂的混合氣體通入一個固定容積的密閉容器中，發生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
（1）若反應進行到某時刻t時，n_t（N₂）=13mol，n_t（NH₃）=6mol，則a=

16

（2）反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8L（標況下），其中NH₃的含量（體積分數）為25%．則平衡時NH₃的物質的量為

8mol

．
（3）原混合氣體與平衡混合氣體的總物質的量之比為

5：4

．
（4）平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）等于

3：3：2

．

Answer 1

分析：（1）根據生成氨氣的物質的量，利用三段式計算；
（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）根據（1）中的計算可知平衡時總的物質的量，再利用差量法計算原混合氣體的物質的量；
（4）根據（1）（2）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．

解答：解：（1）根據方程式計算：
          N₂ （g）+3H₂（g）

催化劑

高溫高壓

      2NH₃（g），
 起始（mol）：a        b                    0
 轉化（mol）：3        9                    6 
t時刻（mol）：a-3     b-9                   6
所以a-3=13，則a=16，
故答案為：16；
（2）反應達平衡時，混合氣體為

716.8L

22.4L/mol

=32mol，其中NH₃的物質的量為32mol×25%=8mol；
故答案為：8mol；
（3）利用差量法計算：
        N₂ （g）+3H₂（g）

催化劑

高溫高壓

   2NH₃（g），物質的量減少△n    
      1mol       3mol                2mol             2mol
轉化：4mol       12mol                8mol              8mol
故原混合氣體為32mol+8mol=40mol，
則原混合氣體與平衡混合氣體的物質的量之比n（始）：n（平）=40mol：32mol=5：4，
故答案為：5：4；
（4）平衡混合氣的組成為：N₂為16mol-4mol=12 mol，NH₃為8 mol，H₂為32mol-12mol-8mol=12mol，
平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=12mol：12mol：8mol=3：3：2，
故答案為：3：3：2．

點評：本題考查化學平衡的計算，題目難度不大，注意利用三段式法結合化學方程式計算．