Question

【題目】（題文）如圖所示，一密閉容器被無摩擦、可滑動的兩隔板a、b分成甲、乙兩室；標準狀況下，在乙室中充入NH3 0.4 mol，甲室中充入HCl、N2的混合氣體，靜止時隔板位置如圖所示。已知甲、乙兩室中氣體的質量差為17.3g。

（1）甲室中氣體的質量為________。

（2）甲室中HCl、N2的物質的量之比為______。

（3）將隔板a去掉，當HCl與NH3充分反應生成NH4Cl固體（反應方程式為：HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)，僅發生此反應），隔板b將位于刻度“________”處（填數字，不考慮固體物質產生的壓強），此時體系的平均摩爾質量________。

Answer 1

【答案】24.1 g1:3425.25g/mol

【解析】

試題(1)乙室中充入NH3，則氨氣的質量為m=n·M=0.4mol×17g/mol=6.8g，已知甲、乙兩室中氣體的質量差為17.3g，則甲中氣體的質量為17.3g+6.8g=24.1g；(2)相同條件下，氣體的物質的量之比等于其體積之比，看圖可知甲、乙兩室氣體的體積比為2：1，故其物質的量之比為2：1，在乙室中充入NH3的物質的量是 0.4mol，所以甲室中氣體為0.8mol，甲中氣體的質量為24.1g，設其中HCl的物質的量為x，氮氣的物質的量為y，根據其物質的量、質量列方程組為：x+y＝0.8，36.5x+28y＝24.1，解得x=0.2mol，y=0.6mol，所以HCl、N2的物質的量之比為0.2mol：0.6mol=1：3； (3)乙室中NH3的物質的量為0.4mol，甲中HCl的物質的量為0.2mol，二者混合會發生反應：NH3+HCl=NH4Cl,由于二者反應的物質的量的比是1:1，所以反應生成NH4Cl固體，剩余NH3的物質的量為0.2mol，剩余的氣體總物質的量為n= n(NH3)+n(N2)= 0.2mol+0.6mol=0.8mol，相同條件下，氣體的體積之比等于其物質的量之比，開始時氣體總物質的量為1.2mol，其活塞b在6處，現在氣體總物質的量為0.8mol，所以活塞b將會左移至“4”處；體系的平均摩爾質量M="m÷n=" (0.2mol×17g/mol+ 0.6mol×28g/mol) ÷(0.2mol+0.6mol) = 25.25g/mol。