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n（始）∶n（平）=_______（寫出最簡(jiǎn)整數(shù)比，下同）。?

（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)方程式知，反應(yīng)掉的N₂和生成的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∶6 mol=1∶2，即x=3 mol。所以開始加入的N₂的物質(zhì)的量a=13 mol+3 mol=16 mol。?

解法二：　　    　N₂+3H₂2NH₃?

開始時(shí)/mol　　　a　　b　　       　0?

反應(yīng)掉/mol　　　x　　               　6?

t時(shí)刻/mol　　　13　                 　6?

根據(jù)上述關(guān)系，解得x=3 mol。所以a=x+13 mol=16 mol。?

（2）平衡時(shí)NH₃的物質(zhì)的量為×25%=32 mol×25%=8 mol。?

（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)的量減少y。?

N₂+3H₂2NH₃　Δn?

1　　3  　　    　2　 　2?

　                  8 mol　  y?

解得y=8 mol，所以原混合氣體總物質(zhì)的量為+8 mol=40 mol。原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量的之比為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=40 mol-16 mol=24 mol。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     　　　0?

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：α（N₂）∶α（H₂）==1∶2。?

（6）根據(jù)（5）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）16�。�2）8 mol　（3）5∶4�。�4）2∶3　（5）1∶2  （6）3∶3∶2