题目内容
【题目】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,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,则a=______________.
(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%,平衡时NH3的物质的量______________.
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),n(始):n(平)=_____________.
(4)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,α(N2):α(H2)=______________。
【答案】(1)16;(2)8mol;(3)5:4;(4)1:2。
【解析】
试题分析:(1)反应进行到t时,测的N2为13mol,NH3为6mol,由方程式可知,参加反应的氮气的物质的量为△n(N2)=1/2△n(NH3)=6mol×1/2=3mol,故氮气的起始物质的量为:n(N2)(始)= 13mol+3mol =16mol,即a=16;(2)反应达平衡时,混合气体为n(总)=716.8L÷22.4L/mol=32mol,其中NH3的物质的量为32mol×25%=8mol;(3)利用差量法计算:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g),物质的量减少△n
1mol 3mol 2mol 2mol
转化:4mol 12mol 8mol 8mol
故原混合气体的物质的量为32mol+8mol=40mol,原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比40mol:32mol=5:4;(4)由(3)知氮气反应的物质的量是4mol,氢气反应的物质的量是12mol,n(N2)(始)=13mol+3mol=16mol,所以开始时氢气的物质的量是40mol-16mol=24mol,所以达到平衡时,N2和H2的转化率之比α(N2):α(H2)=(4mol÷16mol):(12mol÷24mol)=1:2。
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