Question

16．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）（注：要求每步均要寫出計(jì)算過程）
（1）若反應(yīng)進(jìn)行到某時(shí)刻t時(shí)，nt（N₂）=6.5mol，nt（NH₃）=3mol，計(jì)算a的值．
（2）反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，混合氣體的體積為358.4L（標(biāo)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）平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）等于多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)生成氨氣的物質(zhì)的量，利用物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，t時(shí)刻時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量與參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量之和為a的值；
（2）計(jì)算出混合氣體總的物質(zhì)的量，利用體積分?jǐn)?shù)計(jì)算氨氣的物質(zhì)的量；
（3）結(jié)合化學(xué)平衡三行計(jì)算得到的數(shù)據(jù)計(jì)算平衡混合氣體中各氣體物質(zhì)的量之比．

解答 解：（1）結(jié)合化學(xué)平衡三行計(jì)算得到，
           N₂+3H₂?2NH₃
開始時(shí)：a      b        0
轉(zhuǎn)化    1.5    4.5      3
t時(shí)：6.5              3
在t時(shí)生成3 mol NH₃，消耗了1.5 mol N₂，所以a=6.5+1.5=8，
答：a的值為8；
（2）n（NH₃）=$\frac{358.4L}{22.4L/mol}$×25%=16 mol×25%=4 mol，
答：平衡時(shí)NH₃的物質(zhì)的量為4mol；
（3）依據(jù)（2）的計(jì)算可知平衡混合氣體中氨氣為4mol，則氮?dú)夂蜌錃馕镔|(zhì)的量=16mol-4mol=12mol，
結(jié)合化學(xué)平衡三行計(jì)算得到，
                N₂+3H₂?2NH₃
開始（mol）     8      b     0
轉(zhuǎn)化（mol）     2      6      4
平衡（mol） 6    b-6     4
6+b-6=12
b=12
平衡狀態(tài)下氫氣物質(zhì)的量=12mol-6mol=6mol，
平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=6：6：4=3：3：2，
答：平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）等于3：3：2；

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度中等，注意利用三段式法結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵．