Question

恒温下，将a mol N₂与b mol H₂的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N₂ (g) ＋ 3 H₂(g) 2NH₃(g)。

（1）若反应某时刻t时，n _t (N₂) = 13 mol，n _t (NH₃) = 6 mol，则a =____mol；

（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），其中NH₃的含量(体积分数)为25%，平衡时NH₃的物质的量_____；

（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写出最简整数比、下同），n(始)∶n(平) =______；

（4）原混合气体中，a∶b =_____；

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

（6）平衡混合气体中，n(N₂)∶n(H₂)∶n(NH₃) =______。

Answer

16 mol 8 mol 5∶4 2∶3 1∶2 3∶3∶2

【解析】

（1）根据化学方程式计算a值；

（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），则气体的物质的量是32mol，根据NH3的含量(体积分数)为25%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）根据（1）可知a=16，根据（3）可知原混合气体的物质的量是40mol；

（5）利用“三段式”计算N2和H2的转化率之比；

（6）根据“三段式”判断平衡混合气体中各气体的物质的量比；

（1）根据N2 (g)＋ 3H2(g)2NH3(g)反应可推知：反应某时刻t时，n (NH3) = 6 mol，则消耗n (N2) =3 mol，开始加入n (N2)= 13mol+ 3mol =16mol；

（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），则气体的物质的量是32mol，NH3的含量(体积分数)为25%，所以氨气的物质的量是32mol×25%=8mol；

（3）设反应后气体物质的量减少n；

n=8mol；所以原混合气体的物质的量是32mol+8mol=40mol，原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比40:32=5:4；

（4）根据（1）可知a=16，根据（3）可知原混合气体的物质的量是40mol，所以b=40mol-16mol=24mol；a∶b =16:24=2:3；

（5）

N2的转化率为，H2的转化率为，所以α(N2)∶α(H2)=1:2；

（5）根据

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