Question

3．如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室；标准状况下，在乙室中充入0.4mol HCl，甲室中充入NH₃、H₂的混合气体，静止时活塞位置如图．已知甲、乙两室中气体的质量之差为7.0g．

（1）甲室中气体的物质的量为0.8mol．
（2）甲室中NH₃，H₂的物质的量之比为1：1．
（3）将隔板a去掉，当HCl与NH₃充分反应生成NH₄Cl固体后，活塞b将位于刻度“2”处（填数字，不考虑固体物质产生的压强）．

Answer 1

分析 （1）相同条件下，气体的物质的量之比等于其体积之比；
（2）根据甲室中气体的物质的量和质量计算氨气和氢气的物质的量之比、质量之比；
（3）根据剩余气体的物质的量计算剩余气体所占体积，从而确定b的位置．

解答 解：（1）相同条件下，气体的物质的量之比等于其体积之比，看图可知甲、乙两室气体的体积比为2：1，故其物质的量之比为2：1，在乙室中充入0.4mol HCl，所以甲室中气体为0.8mol，
故答案为：0.8mol；
（2）0.4mol HCl的质量为0.4mol×36.5g/mol=14.6g，甲、乙两室中气体的质量之差为7.0g，则甲中气体为7.6g，
设氨气的物质的量为x，氢气的物质的量为y，
根据其物质的量、质量列方程组为：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.8}\\{17x+2y=7.6}\end{array}\right.$，解得x=0.4mol，y=0.4mol，所以氨气和氢气的物质的量之比0.4mol：0.4mol=1：1，
故答案为：1：1；
（3）甲室中NH₃的物质的量为0.4mol，恰好等于HCl的物质的量，所以二者恰好完全反应生成NH₄Cl固体，剩余H₂的物质的量为0.4mol，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以活塞b将会左移至“2”处，故答案为：2．

点评 本题考查物质的量及浓度的计算，为高频考点，把握物质的量为中心的基本计算公式及明确相同条件下气体的体积之比等于物质的量之比为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．