Question

20．恒温下，将a mol N₂与b mol H₂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，计算a的值．
（2）反应达平衡时，混合气体的物质的量为32mol，其中NH₃的物质的量分数为25%．计算原混合气体与平衡混合气体的压强之比（最简整数比，下同），即：P（始）：P（平）=5：4．
（3）达到平衡时，求N₂和H₂的转化率之比，即：α（N₂）：α（H₂）=1：2．

Answer 1

分析 （1）恒温下，将a mol N₂与b mol H₂的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，若反应进行到某时刻t时，n_t（N₂）=13mol，n_t（NH₃）=6mol，则：
            N₂（g）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g）
起始量（mol）：a      b           0
变化量（mol）：3     9           6
t时刻（mol）：13     b-9         6
氮气起始物质的量=t时氮气物质的量+消耗氮气物质的量；
（2）计算氨气物质的量，根据方程式计算消耗氮气、氢气物质的量，结合平衡时混合气体总物质的量计算氢气起始物质的量，恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比；
（3）结合（2）中计算结果进行解答．

解答 解：（1）（1）恒温下，将a mol N₂与b mol H₂的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，若反应进行到某时刻t时，n_t（N₂）=13mol，n_t（NH₃）=6mol，则：
           N₂（g）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g）
起始量（mol）：a      b          0
变化量（mol）：3     9          6
t时刻（mol）：13      b-9        6
则a=3+13=16，
答：a的值为16；
（2）氨气物质的量为32mol×25%=8mol，则：
            N₂（g）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g）
起始量（mol）：16      b          0
变化量（mol）：4      12         8
t时刻（mol）：12      b-12       8
则12+b-12+8=32，解得b=24，
恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，则P（始）：P（平）=（16+24）mol：32mol=5：4，
故答案为：5：4；
（3）α（N₂）：α（H₂）=$\frac{4mol}{16mol}$：$\frac{12mol}{24mol}$=1：2，故答案为：1：2．

点评 本题考查化学平衡的计算，题目难度中等，注意三段式解题法在你化学平衡计算中应用．