Question

【题目】恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个V升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t分钟时，nt（N2）=13mol，nt（NH3）=6mol，计算a= ， 反应速率V（H2）=molL﹣1min﹣1 ．
（2）下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是 ①混合气体的压强不变 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的平均摩尔质量不变
④容器内N2 ， H2 ， NH3的浓度之比为1：3：2 ⑤单位时间内生成n mol NH3 ， 同时生成N2 ， H2共2n mol
（3）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标况下），其中NH3的含量（体积分数）为25%．计算平衡时NH3的物质的量n（NH3）=mol，N2和H2的转化率之比，α（N2）：α（H2）= ． （写最简整数比）

Answer 1

【答案】
（1）16；
（2）③
（3）8；1：2
【解析】解：（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：6mol× =3mol，故氮气的起始物质的量为：13mol+3mol=16mol，即a=16； nt（NH3）=6mol，则用氨气表示的平均反应速率为：v（NH3）= = molL﹣1min﹣1 ， 根据反应速率与化学计量数成正比可知，v（H2）= v（NH3）= molL﹣1min﹣1 ，
所以答案是：16； ；（2）①该反应为气体体积缩小的反应，反应过程中压强发生变化，当混合气体的压强不变时，表明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故①错误；②反应前后气体的体积和总质量不变，则混合气体的密度始终不变，不能根据密度判断平衡状态，故②错误；③该反应气体的总质量不变，气体总物质的量发生变化，则混合气体的平均摩尔质量发生变化，当平均摩尔质量不变时，表明该反应已经达到平衡状态，故③正确；④容器内N2 ， H2 ， NH3的浓度之比为1：3：2，无法判断各组分的浓度是否变化，则无法判断是否达到平衡状态，故④错误；⑤单位时间内生成n mol NH3 ， 同时生成N2 ， H2共2n mol，无法判断氮气、氢气的物质的量，则无法判断平衡状态，故⑤错误；
所以答案是：③；（3）反应达平衡时，混合气体为： =32mol，其中NH3的物质的量为：32mol×25%=8mol；
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

故原混合气体为：32mol+8mol=40mol，
由（1）知a=16mol，则b=40mol﹣16mol=24mol，
达到平衡时，N2和H2的转化率之比α（N2）：α（H2）= ： =1：2，
所以答案是：1：2．
【考点精析】本题主要考查了化学平衡的计算的相关知识点，需要掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能正确解答此题．