Question

16．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(fā)生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）（注：要求每步均要寫出計算過程）
（1）若反應進行到某時刻t時，nt（N₂）=6.5mol，nt（NH₃）=3mol，計算a的值．
（2）反應達平衡時，混合氣體的體積為358.4L（標況下），其中NH₃的含量（體積分數(shù)）為25%．計算平衡時NH₃的物質的量．
（3）平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）等于多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)生成氨氣的物質的量，利用物質的量之比等于化學計量數(shù)之比計算參加反應的氮氣的物質的量，t時刻時氮氣的物質的量與參加反應的氮氣的物質的量之和為a的值；
（2）計算出混合氣體總的物質的量，利用體積分數(shù)計算氨氣的物質的量；
（3）結合化學平衡三行計算得到的數(shù)據(jù)計算平衡混合氣體中各氣體物質的量之比．

解答 解：（1）結合化學平衡三行計算得到，
           N₂+3H₂?2NH₃
開始時：a      b        0
轉化    1.5    4.5      3
t時：6.5              3
在t時生成3 mol NH₃，消耗了1.5 mol N₂，所以a=6.5+1.5=8，
答：a的值為8；
（2）n（NH₃）=$\frac{358.4L}{22.4L/mol}$×25%=16 mol×25%=4 mol，
答：平衡時NH₃的物質的量為4mol；
（3）依據(jù)（2）的計算可知平衡混合氣體中氨氣為4mol，則氮氣和氫氣物質的量=16mol-4mol=12mol，
結合化學平衡三行計算得到，
                N₂+3H₂?2NH₃
開始（mol）     8      b     0
轉化（mol）     2      6      4
平衡（mol） 6    b-6     4
6+b-6=12
b=12
平衡狀態(tài)下氫氣物質的量=12mol-6mol=6mol，
平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=6：6：4=3：3：2，
答：平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）等于3：3：2；

點評 本題考查化學平衡的計算，題目難度中等，注意利用三段式法結合化學方程式計算，掌握基礎是解題關鍵．