Question

恒溫下，將16mol N₂與b mol H₂的混合氣體通入一個(gè)固體容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
（1）若反應(yīng)進(jìn)行到某時(shí)刻t時(shí)，n_t（H₂）=15mol，n_t（NH₃）=6mol，則b的值為

24

．
（2）反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體的體積為716.8L（標(biāo)況下），其中NH₃的含量（體積分?jǐn)?shù)）為25%．計(jì)算平衡時(shí)：
①原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比（寫出最簡(jiǎn)整數(shù)比，下同）
②達(dá)到平衡時(shí)，N₂和H₂的轉(zhuǎn)化率之比a（N₂）：a（H₂）
③平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)生成氨氣的物質(zhì)的量，利用三段式計(jì)算；
（2）計(jì)算出混合氣體總的物質(zhì)的量，利用體積分?jǐn)?shù)計(jì)算氨氣的物質(zhì)的量；
①根據(jù)反應(yīng)計(jì)算平衡時(shí)總的物質(zhì)的量，再利用差量法計(jì)算原混合氣體的物質(zhì)的量；
②根據(jù)差量法計(jì)算出反應(yīng)消耗的氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量，計(jì)算出轉(zhuǎn)化率；
③根據(jù)①②中數(shù)據(jù)計(jì)算出達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量，據(jù)此計(jì)算．

解答：解：（1）根據(jù)方程式計(jì)算：
             N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol）：16mol   b         0
轉(zhuǎn)化（mol）：3mol   9mol      6mol
t時(shí)刻（mol）：15mol   6mol 
所以b-9=15，則b=24，
故答案為：24；
（2）反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，混合氣體為

716.8L

22.4L/mol

=32mol，其中NH₃的物質(zhì)的量為32mol×25%=8mol，
①利用差量法計(jì)算：
      N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g），物質(zhì)的量減少△n
      1mol     3mol      2mol          2mol
轉(zhuǎn)化：4mol    12mol       8mol          8mol
故原混合氣體為：32mol+8mol=40mol，
則原混合氣體與平衡混合氣體的物質(zhì)的量之比n（始）：n（平）=40mol：32mol=5：4，
答：原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比為5：4；
②反應(yīng)轉(zhuǎn)化的氮?dú)馕镔|(zhì)的量為4mol，轉(zhuǎn)化率為：

4mol

16mol

×100%=25%，
轉(zhuǎn)化的氫氣物質(zhì)的量為12mol，轉(zhuǎn)化率為：

12mol

24mol

×100%=50%，
達(dá)到平衡時(shí)，N₂和H₂的轉(zhuǎn)化率之比a（N₂）：a（H₂）=25%：50%=1：2，
答：達(dá)到平衡時(shí)，N₂和H₂的轉(zhuǎn)化率之比a（N₂）：a（H₂）為1：2；
③平衡混合氣的組成為：N₂為16mol-4mol=12 mol，NH₃為8 mol，H₂為32mol-12mol-8mol=12mol，
平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=12mol：12mol：8mol=3：3：2，
答：平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）為3：3：2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度不大，注意利用三段式法結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算．