Question

【題目】恒溫下，將a mol N2與b mol H2的混合氣體通入一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（N2）=13mol，n（NH3）=6mol，

計算a=_______。

（2）反應達到平衡時，混合氣體的體積為716.8L（標準狀況下），其中NH3的百分含量（體積分數）為25%。計算：平衡時NH3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

n（始）: n（平）=____________。

（4）原混合氣體中a : b=_______________。

（5）達到平衡時，N2和H2的轉化率（N2）:（H2）=______________。

（6）平衡混合氣體中n（N2）: n（H2）: n（NH3）=______________。

Answer 1

【答案】16mol 8mol 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)根據方程式計算：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，

起始： a b 0

轉化： 3 9 6

t時刻：a3 b9 6

a3=13，則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

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

故答案為：2:3；

(5)反應轉化的氮氣物質的量為4mol,轉化率為：×100%=25%，

轉化的氫氣物質的量為12mol,轉化率為：×100%=50%，

達到平衡時,N2和H2的轉化率之比a(N2):a(H2)=25%:50%=1:2，

故答案為：1:2；

③平衡混合氣的組成為：N2為16mol4mol=12mol,NH3為8mol,H2為32mol12mol8mol=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。