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

Answer 1

【答案】16 8mol 5∶4 2∶3 3∶3∶2

【解析】

(1)根據三段式結合時刻t時，nt(N2)＝13 mol，nt(NH3)＝6 mol計算；

(2)根據n=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-氮氣的物質的量=氫氣的物質的量，據此計算；

(5)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) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始(mol)： a b 0

轉化(mol)： 3 96

t時刻(mol)：a-3 b-9 6

則a-3=13，解得：a=16，故答案為：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，故答案為：8mol；

(3) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，物質的量減少△n

開始：1mol3mol 2mol 2mol

轉化：4mol12mol 8mol 8mol

氣體的減少量與生成的氨氣相等，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)由(1)知a=16mol，則b=40mol-16mol=24mol，所以a∶b=16mol∶24mol=2∶3，故答案為：2∶3；

(5)平衡混合氣的組成為：N212mol，H212mol，NH3為8mol，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。