Question

常温下，将amol氮气与bmol氢气的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反应N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)。

(1)若反应进行到某时刻t时，n_t(N₂)＝13 mol，n_t(NH₃)＝6 mol，则a值为________。

(2)反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8 L(标准状况下)，其中氨气体积分数为25%，平衡时氨气的物质的量为________。

(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写最简整数比，下同)n_始∶n_平＝________。

(4)原气体中a∶b＝________。

(5)达到平衡时，N₂和H₂的转化率之比α(N₂)∶α(H₂)＝________。

(6)达到平衡时混合气体中，n(N₂)∶n(H₂)∶n(NH₃)＝________。

Answer

16 8 mol 5∶4 2∶3 1∶2 3∶3∶2

【解析】

(1)根据三段式计算；

(2)计算出混合气体总的物质的量，利用体积分数计算氨气的物质的量；

(3)利用差量法计算原混合气体的物质的量；

(4)原混合气体的物质的量减去氮气的物质的量为氢气的物质的量，据此计算；

(5)根据差量法计算出反应消耗的氮气和氢气的物质的量，计算出转化率；

(6)根据①②中数据计算出达到平衡时，反应混合物各组分的物质的量，据此计算。

(1)设反应转化的N2的物质的量为x，由题意可知：

由2x＝6得x＝3，a＝13＋3＝16；

(2)反应达平衡时，混合气体为=32mol，其中NH3的物质的量为32mol×25%=8mol；

(3)设反应过程中混合气体总物质的量减少y，则

解得y＝8 mol，原混合气体总物质的量为＋8 mol＝40 mol，则n始∶n平=40 mol∶32 mol＝5∶4；

(4)由(1)知a=16mol，则b=40mol−16mol=24mol，所以：a∶b＝16 mol∶24 mol＝2∶3；

(5)平衡时，氮气的转化率为×100%＝25%，氢气的转化率为×100%＝50%，达到平衡时，N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)＝1∶2。

(6)反应过程中各物质的物质的量如下：

平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝12 mol∶12 mol∶8 mol＝3∶3∶2。