Question

7．恒溫下，將amol N₂與bmol 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）??2ΝΗ₃（g）
（1）若反應進行到某時刻t時，n_t（N₂）=8mol，n_t（NH₃）=4mol，計算a的值．
（2）反應達平衡時，混合氣體的體積為537.6L（標準狀況下），其中NH₃的體積分數為25%．求原混合氣體中，a：b=1：2．
（3）平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=7：11：6．計算過程：

Answer 1

分析 恒溫下，將amol N₂與bmol 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）??2ΝΗ₃（g）
（1）依據化學平衡三段式列式計算
        N₂（g）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g）
起始量   a       b          0
變化量   2       6          4
某時刻量  8       b-6        4
（2）N₂（g）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g），反應后氣體物質的量進行為生成氨氣的物質的量，反應達平衡時，混合氣體的體積為537.6L（標準狀況下），其中NH₃的體積分數為25%，平衡時混合氣體物質的量：n_平=$\frac{537.6L}{22.4L/mol}$=24mol
n_平（NH₃）=6mol     
n_始=30mol；
即a+b=30　
因a=10，得到b為20，
（3）依據上述分析和計算得到平衡狀態下各氣體物質的量之比；

解答 解：（1）依據化學平衡三段式列式計算
       N₂（g）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g）
起始量  a       b          0
變化量  2       6          4
平衡量  8       b-6        4
由反應的化學方程式得知，反應掉的N₂和生成的NH₃的物質的量之比為1：2，設反應掉的N₂的物質的量為x．
則x：4mol=1：2    
解得：x=2mol    
若反應進行到某時刻t時，n_t（N₂）=8mol，n_t（NH₃）=4mol，
得到氮氣的起始量：a=8mol+2mol=10mol；
答：若反應進行到某時刻t時，n_t（N₂）=8mol，n_t（NH₃）=4mol，得到a的值為10；
（2）平衡時混合氣體物質的量：n_平=$\frac{537.6L}{22.4L/mol}$=24mol
n_平（NH₃）=6mol     
n_始=30mol；
即a+b=30　
因a=10，得到b為20，
所以a：b=10：20=1：2；
故答案為：1：2；
（3）N₂（g）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g）
起始量  10     20          0
變化量  3      9           6
平衡量  7      11          6
平衡時：n（NH₃）=6mol，n（N₂）=7mol，n（H₂）=11mol，
平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=7：11：6；
故答案為：7：11：6．

點評 本題考查了化學平衡的分析應用，主要是反應特征和定量關系的分析應用，計算過程和方法是解題關鍵，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．