Question

恒温下，将a mol N₂与b mol H₂的混合气体通入一个固体容积的密闭容器中，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，a=

 

．
（2）反应达到平衡时，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%．nt（NH₃）

 

．
（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）原混合气体中，a：b=

 

．
（5）将1molN₂和3molH₂合成NH₃反应时，下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是（填标号）

 

；
A．容器内的总压强不随时间而变化
B．反应后混合气体的密度不再发生变化
C．三种气体的浓度相等且保持不变
D．NH₃的分解速率与生成速率相等
E．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据三段式计算；
（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）利用差量法计算原混合气体的物质的量；
（4）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；
（5）平衡标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变分析选项进行判断．

解答： 解：（1）根据方程式计算：
      N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
起始：a        b        0
转化：3        9         6 
t时刻：a-3     b-9       6
a-3=13，则a=16，
故答案为：16；
（2）反应达平衡时，混合气体为

716.8L

22.4L/mol

=32mol，其中NH₃的物质的量为32mol×25%=8mol．
故答案为：8nol；
（3）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，
则原混合气体与平衡混合气体的物质的量之比n（始）：n（平）=40mol：32mol=5：4．
故答案为：5：4；
（4）由（1）知a=16mol，则b=40mol-16mol=24mol，所以：a：b=16mol：24mol=2：3，
故答案为：2：3；
（5）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反应是气体体积减小的放热反应；
A．反应前后气体物质的量变化，容器内的总压强不随时间而变化，说明反应达到平衡状态，故A正确；
B．反应前后气体质量和体积不变，反应后混合气体的密度始终不发生变化，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．三种气体的浓度保持不变，是平衡的标志，但浓度相同不能说明，故C错误；
D．NH₃的分解速率与生成速率相等证明氨气的正逆反应速率相同，说明反应达到平衡状态，故D正确；
E．反应前后气体质量不变，但反应前后气体物质的量变化，当混合气体的平均相对分子质量不再发生变化，说明反应达到平衡，故E正确；
故答案为：ADE．

点评：本题考查较综合，涉及化学平衡的计算、影响反应速率及平衡的因素、平衡的判定等，注重高考常考查点的考查，注意概念的分析，题目难度中等．