Question

某Ｎ_２和Ｈ_２的混合气体，对氦气的相对密度是1.8，取0.5 mol该混合气体，在固定体积的容器中进行合成氨反应，平衡时压强是反应前压强的0.8倍，完成下列问题：

(1)原料气的平均摩尔质量为____________。

(2)原料气中，Ｎ_２与Ｈ_２的体积比为______________。

(3)在合成氨反应中，生成ＮＨ_３的物质的量是________，平衡时，混合气体中Ｎ_２和Ｈ_２的物质的量之比为________。

Answer 1

(1)7.2 g·mol^－１

(2)1∶4

(3)0.1 mol  1∶5

解析：(1)＝４ g·mol^－１×１．８＝7.2 g·mol^－１

(3)0.5 mol混合气体中含Ｎ_２为0.1 mol，含Ｈ_２为0.4 mol。

设反应生成ＮＨ_３的物质的量为x。

                Ｎ_２   ＋   ３Ｈ_２      ２ＮＨ_３

起始n：   0.1 mol    0.4 mol                 0

变化n：                                     x

平衡n：   0.1 mol- 0.4 mol-        x

平衡时气体的总物质的量为：

(0.1 mol-)+(0.4 mol-)+x=0.5 mol-x

据题意：，则

解得：x=0.1 mol

平衡时：ｎ（Ｎ_２）＝0.1 mol-=0.05 mol

ｎ（Ｈ_２）＝0.4 mol-×0.1 mol=0.25 mol

故ｎ（Ｎ_２）∶ｎ（Ｈ_２）＝０．０５∶０．２５＝１∶５。