Question

11．將等物質(zhì)的量的N₂、H₂混合于2L的固定體積的密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)合成氫，經(jīng)5min后達(dá)到平衡，其中c（N₂）：c（H₂）=3：1；將平衡混合氣體中氨氣分離，恰好能與250mL2mol•L^-1的稀硫酸溶液反應(yīng)生成正鹽．
（1）平衡時混合氣體中NH₃的物質(zhì)的量為1mol，5min內(nèi)NH₃的平均化學(xué)反應(yīng)速率為0.1mol/（L．min）．
（2）反應(yīng)達(dá)到平衡后，NH₃的物質(zhì)的量不再變化，原因是單位時間內(nèi)生成氨氣和分解氨氣的物質(zhì)的量相等．
（3）計算原容器中N₂的物質(zhì)的量．

Answer 1

分析 （1）將將平衡混合氣體中氨氣分離，恰好能與250mL2mol•L^-1的稀硫酸溶液反應(yīng)生成正鹽，氨氣和硫酸反應(yīng)方程式為2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄，n（H₂SO₄）=2mol/L×0.25L=0.5mol，根據(jù)方程式知n（NH₃）=2n（H₂SO₄），v（NH₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
（2）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等；
（3）根據(jù)生成氨氣物質(zhì)的量、初始氮氣和氫氣的物質(zhì)的量關(guān)系、平衡時氮氣和氫氣的濃度之比計算原容器中氮氣的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）將將平衡混合氣體中氨氣分離，恰好能與250mL2mol•L^-1的稀硫酸溶液反應(yīng)生成正鹽，氨氣和硫酸反應(yīng)方程式為2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄，n（H₂SO₄）=2mol/L×0.25L=0.5mol，根據(jù)方程式知n（NH₃）=2n（H₂SO₄）=0.5mol×2=1mol，v（NH₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{1mol}{2L}}{5min}$=0.1mol/（L．min），
故答案為：1mol；0.1mol/（L．min）；
（2）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等，所以反應(yīng)達(dá)到平衡后，單位時間內(nèi)生成氨氣和分解氨氣的物質(zhì)的量相等，所以氨氣的物質(zhì)的量不變，
故答案為：單位時間內(nèi)生成氨氣和分解氨氣的物質(zhì)的量相等；
（3）設(shè)原來容器中氮氣和氫氣的物質(zhì)的量都是amol，
              N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
開始（mol） a           a               0
反應(yīng)（mol）0.5          1.5          1
平衡（mol）a-0.5      a-1.5         1
平衡時c（N₂）：c（H₂）=3：1；因為是同一容器，所以容器體積相同，則c（N₂）：c（H₂）=n（N₂）：n（H₂）=（a-0.5）：（a-1.5）=3：1，a=2，
所以原容器中氮氣的物質(zhì)的量是2mol，
答：原容器中氮氣的物質(zhì)的量是2mol．

點評 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計算，側(cè)重考查學(xué)生獲取信息、分析、計算能力，明確各個物理量的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，注意靈活運用“三段式”法解答有關(guān)化學(xué)平衡計算，題目難度不大．