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

Answer

16 8mol 5∶4 2∶3 3∶3∶2

【解析】

(1)根据三段式结合时刻t时，nt(N2)＝13 mol，nt(NH3)＝6 mol计算；

(2)根据n=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-氮气的物质的量=氢气的物质的量，据此计算；

(5)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) N2 (g)+3H2(g)2NH3(g)

起始(mol)： a         b                     0

转化(mol)： 3        9                     6 

t时刻(mol)：a-3     b-9                   6

则a-3=13，解得：a=16，故答案为：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，故答案为：8mol；

(3) N2 (g)+3H2(g)2NH3(g)，物质的量减少△n    

开始：1mol      3mol              2mol              2mol

转化：4mol     12mol             8mol              8mol

气体的减少量与生成的氨气相等，故原混合气体为32mol+8mol=40mol，则原混合气体与平衡混合气体的物质的量之比n(始)∶n(平)=40mol∶32mol=5∶4，故答案为：5∶4；

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

(5)平衡混合气的组成为：N212 mol，H212 mol，NH3为8 mol，平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=12mol∶12mol∶8mol=3∶3∶2，故答案为：3∶3∶2。