Question

8．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，n₁（N₂）=13mol，n₁（NH₃）=6mol，则a=16mol．
（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=8molmol．
（3）原混合气体与平衡混合气体的压强之比（写出最简整数比）p（始）：p（平）=5：4．
（4）达到平衡时，H₂和N₂的转化率之比α（H₂）：α（N₂）=2：1．

Answer 1

分析 （1）根据生成氨气的物质的量，利用物质的量之比等于化学计量数之比计算参加反应的氮气的物质的量，t时刻时氮气的物质的量与参加反应的氮气的物质的量之和为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）原混合气体的物质的量减去氮气的物质的量为氢气的物质的量，据此计算；
（4）计算出达到平衡时，N₂和H₂的转化率，据此计算．

解答 解：（1）反应进行到t时，测的N₂为3mol，NH₃为6mol，由方程式可知，参加反应的氮气的物质的量为6mol×$\frac{1}{2}$=3mol，故氮气的起始物质的量为：13mol+3mol=16mol，即a=16，故答案为：16；
（2）反应达平衡时，混合气体$\frac{716.8L}{22.4L/mol}$=32mol，其中NH₃的物质的量为32mol×25%=8mol．
故答案为：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
故原混合气体为32mol+8mol=40mol，由（1）知a=16mol，则b=40mol-16mol=24mol，
反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标准状况下），$\frac{716.8L}{22.4L/mol}$=32mol，原混合气体与平衡混合气体的压强之比等于混合气体物质的量之比，即p（始）：p（平）=（a+b）：32=40mol：32mol=5：4，
故答案为：5：4；
（4）达到平衡时，N₂和H₂的转化率之比α（H₂）：α（N₂）=$\frac{16mol}{4mol}$：$\frac{24mol}{12mol}$=2：1．
故答案为：2：1．

点评 本题考查化学平衡的计算，题目难度不大，注意利用三段式法结合化学方程式计算．