Question

【题目】恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

（1）若反应进行到某时刻t时，n（N2）=13mol，n（NH3）=6mol，

计算a=_______。

（2）反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8L（标准状况下），其中NH3的百分含量（体积分数）为25%。计算：平衡时NH3的物质的量为_____________。

（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比

n（始）: n（平）=____________。

（4）原混合气体中a : b=_______________。

（5）达到平衡时，N2和H2的转化率（N2）:（H2）=______________。

（6）平衡混合气体中n（N2）: n（H2）: n（NH3）=______________。

Answer 1

【答案】16mol 8mol 5：4 2：3 1：2 3：3：2

【解析】

（1）根据三段式计算；
（2）计算出混合气体总的物质的量，利用体积分数计算氨气的物质的量；
（3）利用差量法计算原混合气体的物质的量；
（4）原混合气体的物质的量减去氮气的物质的量为氢气的物质的量，据此计算；
（5）根据差量法计算出反应消耗的氮气和氢气的物质的量，计算出转化率；
（6）根据①②中数据计算出达到平衡时，反应混合物各组分的物质的量，据此计算。

(1)根据方程式计算：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，

起始： a b 0

转化： 3 9 6

t时刻：a3 b9 6

a3=13，则a=16，

故答案为：16；

(2)反应达平衡时，混合气体为=32mol，其中NH3的物质的量为32mol×25%=8mol，故答案为：8mol；

(3) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，物质的量减少△n

1mol 3mol 2mol 2mol

转化： 4mol 12mol 8mol 8mol

故原混合气体为32mol+8mol=40mol，

则原混合气体与平衡混合气体的物质的量之比n(始):n(平)=40mol:32mol=5:4，

故答案为：5:4；

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

故答案为：2:3；

(5)反应转化的氮气物质的量为4mol,转化率为：×100%=25%，

转化的氢气物质的量为12mol,转化率为：×100%=50%，

达到平衡时,N2和H2的转化率之比a(N2):a(H2)=25%:50%=1:2，

故答案为：1:2；

③平衡混合气的组成为：N2为16mol4mol=12mol,NH3为8mol,H2为32mol12mol8mol=12mol，

平衡混合气体中,n(N2):n(H2):n(NH3)=12mol:12mol:8mol=3:3:2，

故答案为：3:3:2。