Question

在恒溫下，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，n_t(N₂)=13 mol，n_t(NH₃)=6 mol，計算a的值__________。

(2)反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8 L(標況下)，其中NH₃的含量(體積分數)為25%。計算平衡時NH₃的物質的量__________。

(3)原混合氣體與平衡混合氣體的總物質的量之比(寫出最簡整數比，下同)n(始)∶n(平)= __________。

(4)原混合氣體中a∶b=__________。

(5)達到平衡時，N₂和H₂的轉化率之比α(N₂)∶α(H₂)= __________。

(6)平衡混合氣體中n(N₂)∶n(H₂)∶n(NH₃)= __________。

Answer 1

解析：(1)N₂(g) + 3H₂(g)2NH₃(g)

初始        a mol    b mol              0

t時轉化   3 mol     9 mol             6 mol

t時     (a-3) mol  (b-9) mol         6 mol

則有a-3=13  得a=16

(2)n(平)==32 mol，n(NH₃)=32 mol×25%=8 mol

(3)     N₂(g)+  3H₂(g)  2NH₃(g)

初始  16 mol     b mol                0

轉化   4 mol     12 mol            8 mol

平衡  12 mol    (b-12) mol       8 mol

則有：12 mol+(b-12) mol+8 mol=32 mol，b=24

∴n(始)∶n(平)=(a+b)∶32=(16+24)∶32=5∶4

(4)a∶b=16∶24=2∶3

(5)α(N₂)∶α(H₂)==1∶2

(6)n(N₂)∶n(H₂)∶n(NH₃)=12∶12∶8=3∶3∶2

答案：(1)16  (2)8 mol

(3)5∶4  (4)2∶3

(5)1∶2  (6)3∶3∶2