Question

8．恒溫下，將a mol N₂與b mol H₂的混合氣體通入一個固定容積的密閉容器中，發生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
（1）若反應進行到某時刻t時，n₁（N₂）=13mol，n₁（NH₃）=6mol，則a=16mol．
（2）反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8L（標準狀況下），其中NH₃的含量（體積分數）為25%，平衡時NH₃的物質的量=8molmol．
（3）原混合氣體與平衡混合氣體的壓強之比（寫出最簡整數比）p（始）：p（平）=5：4．
（4）達到平衡時，H₂和N₂的轉化率之比α（H₂）：α（N₂）=2：1．

Answer 1

分析 （1）根據生成氨氣的物質的量，利用物質的量之比等于化學計量數之比計算參加反應的氮氣的物質的量，t時刻時氮氣的物質的量與參加反應的氮氣的物質的量之和為a的值；
（2）計算出混合氣體總的物質的量，利用體積分數計算氨氣的物質的量；
（3）原混合氣體的物質的量減去氮氣的物質的量為氫氣的物質的量，據此計算；
（4）計算出達到平衡時，N₂和H₂的轉化率，據此計算．

解答 解：（1）反應進行到t時，測的N₂為3mol，NH₃為6mol，由方程式可知，參加反應的氮氣的物質的量為6mol×$\frac{1}{2}$=3mol，故氮氣的起始物質的量為：13mol+3mol=16mol，即a=16，故答案為：16；
（2）反應達平衡時，混合氣體$\frac{716.8L}{22.4L/mol}$=32mol，其中NH₃的物質的量為32mol×25%=8mol．
故答案為：8mol；
（3）利用差量法計算：
            N₂ （g）+3H₂（g）2NH₃（g），物質的量減少△n
            1mol             3mol                        2mol                     2mol
轉化：4mol             12mol                          8mol                       8mol
故原混合氣體為32mol+8mol=40mol，由（1）知a=16mol，則b=40mol-16mol=24mol，
反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8L（標準狀況下），$\frac{716.8L}{22.4L/mol}$=32mol，原混合氣體與平衡混合氣體的壓強之比等于混合氣體物質的量之比，即p（始）：p（平）=（a+b）：32=40mol：32mol=5：4，
故答案為：5：4；
（4）達到平衡時，N₂和H₂的轉化率之比α（H₂）：α（N₂）=$\frac{16mol}{4mol}$：$\frac{24mol}{12mol}$=2：1．
故答案為：2：1．

點評 本題考查化學平衡的計算，題目難度不大，注意利用三段式法結合化學方程式計算．