Question

恒温下，将amolN₂与bmolH₂的混合气体通入一个固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_t（N₂）=13mol，n_t（NH₃）=6mol，则a的值为______．
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标准状况下），其中NH₃的含量（体积分数）为25%．则平衡时NH₃的物质的量为______．
（3）平衡混合气体中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=______．
（4）原混合气体中，a：b=______．
（5）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写最简整数比，下同），n（始）：n（平）=______． 
（6）达到平衡时，N₂和H₂的转化率之比，a（N₂）：a（H₂）=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）计算参加反应的氮气的物质的量，结合氨气的物质的量，利用物质的量之比等于化学计量数之比计算a的值；
（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）根据三段式解题法，结合氨气的体积分数计算b的值，求出平衡时反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时各组分的物质的量，据此计算；
（4）根据（1）、（3）中求出的a、b的值计算；
（5）根据（1）、（3）中求出的a、b的值计算原混合气体的物质的量，再根据（3）中计算可知平衡时混合气体的物质的量，据此计算；
（6）由（3）可知，开始是氢气的物质的量为24mol；平衡时参加反应的氮气的物质的量为4mol，参加反应的氢气的物质的量为12mol．计算出达到平衡时，N₂和H₂的转化率，据此计算．
解答：解（1）利用物质的量之比等于化学计量数之比，所以（a-13）mol：6mol=1：2，解得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 +3H₂ 2NH₃，
开始（mol）：16 b 0
变化（mol）：4 12   8
平衡（mol）：12 （b-12）8
平衡时，NH₃的含量（体积分数）为25%，所以×100%=25%，解得b=24，
所以平衡混合气的组成为：N₂12 mol，H₂12 mol，NH₃为8 mol，
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；
（4）由（1）知a=16mol，由（3）b=24mol，所以a：b=16mol：24mol=2：3，
故答案为：2：3；
（5）由（1）知a=16mol，由（3）b=24mol，
所以故原混合气体为16mol+24mol=40mol，
由（3）知平衡混合气体的组成为：N₂12 mol，H₂12 mol，NH₃为8 mol．
所以平衡混合气体的物质的量为12mol+12mol+8mol=32mol，
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；
（6）由（3）可知，开始是氢气的物质的量为24mol；
平衡时参加反应的氮气的物质的量为4mol，参加反应的氢气的物质的量为12mol，
所以达到平衡时，N₂和H₂的转化率之比α（N₂）：α（H₂）=：=1：2，
故答案为：1：2．
点评：本题考查化学平衡的有关计算，难度不大，注意基础知识的掌握与三段式解题法的步骤．