Question

某Ｎ_２和Ｈ_２的混合氣體，對氦氣的相對密度是1.8，取0.5 mol該混合氣體，在固定體積的容器中進行合成氨反應，平衡時壓強是反應前壓強的0.8倍，完成下列問題：

(1)原料氣的平均摩爾質量為____________。

(2)原料氣中，Ｎ_２與Ｈ_２的體積比為______________。

(3)在合成氨反應中，生成ＮＨ_３的物質的量是________，平衡時，混合氣體中Ｎ_２和Ｈ_２的物質的量之比為________。

Answer 1

(1)7.2 g·mol^－１

(2)1∶4

(3)0.1 mol  1∶5

解析：(1)＝４ g·mol^－１×１．８＝7.2 g·mol^－１

(3)0.5 mol混合氣體中含Ｎ_２為0.1 mol，含Ｈ_２為0.4 mol。

設反應生成ＮＨ_３的物質的量為x。

                Ｎ_２   ＋   ３Ｈ_２      ２ＮＨ_３

起始n：   0.1 mol    0.4 mol                 0

變化n：                                     x

平衡n：   0.1 mol- 0.4 mol-        x

平衡時氣體的總物質的量為：

(0.1 mol-)+(0.4 mol-)+x=0.5 mol-x

據題意：，則

解得：x=0.1 mol

平衡時：ｎ（Ｎ_２）＝0.1 mol-=0.05 mol

ｎ（Ｈ_２）＝0.4 mol-×0.1 mol=0.25 mol

故ｎ（Ｎ_２）∶ｎ（Ｈ_２）＝０．０５∶０．２５＝１∶５。