Question

恒溫下，將a mol N₂與b mol H₂的混合氣體通入一個(gè)固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：

N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)

(1)若反應(yīng)進(jìn)行到某時(shí)刻t時(shí)，n_t(N₂)=13 mol,n_t(NH₃)=6 mol,計(jì)算a的值。

(2)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體的體積為716.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，其中NH₃的含量(體積分?jǐn)?shù))為25%。計(jì)算平衡時(shí)NH₃的物質(zhì)的量。

(3)原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比(寫出最簡(jiǎn)整數(shù)比，下同)n(始)∶n(平)=_____________。

(4)原混合氣體中，a∶b=_____________。

(5)達(dá)到平衡時(shí)，N₂和H₂的轉(zhuǎn)化率之比，α(N₂)∶α(H₂)=_____________。

(6)平衡混合氣體中，n(N₂)∶n(H₂)∶n(NH₃)= _____________。

Answer 1

解析：(1)解法一：由反應(yīng)的化學(xué)方程式得知，反應(yīng)掉的N₂和生成NH₃的物質(zhì)的量之比為1∶2，設(shè)反應(yīng)掉N₂的物質(zhì)的量為x。則x∶6mol=1∶2，即x=3mol。所以開始加入的N₂的物質(zhì)的量a=13mol+3mol=16mol。

解法二：          N₂+3H₂2NH₃

開始時(shí)(mol)：   a     b               0

反應(yīng)過程(mol)：x                      6

t時(shí)(mol)：      13                      6

根據(jù)上述關(guān)系，解得x=3mol。

所以a=x+13mol=16mol。

(3)可利用差量法計(jì)算。假設(shè)反應(yīng)過程中混合氣體總物質(zhì)的量減小y。

N₂+3H₂2NH₃    Δn

 1    3                2         2

                      8mol       y

解得y=8mol。

所以，原混合氣體總物質(zhì)的量為+8mol=40mol。原混合氣體與平衡混合氣體總物質(zhì)的量之比為40∶32=5∶4。

(4)前面已計(jì)算出原混合氣體中a=16，所以H₂的物質(zhì)的量b=40mol-16mol=24mol。所以a∶b=16∶24=2∶3。

(5)反應(yīng)過程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下：

                   N₂+3H₂2NH₃

開始時(shí)/mol：16   24

轉(zhuǎn)化/mol：    4    12              8

平衡時(shí)/mol：12   12              8

可以算出，N₂、H₂的轉(zhuǎn)化率之比為

(6)根據(jù)第(5)題中的數(shù)據(jù)，平衡混合氣體中，n(N₂)∶n(H₂)∶n(NH₃)=12∶12∶8=3∶3∶2。

答案：(1)a=16(2)平衡時(shí)n(NH₃)=8mol

(3)5∶4(4)2∶3(5)1∶2(6)3∶3∶2