Question

恒溫下，將amolN₂與bmolH₂的混合氣體通入一個固定容積的密閉容器中，發生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）
（1）若反應進行到某時刻t時，n_t（N₂）=13mol，n_t（NH₃）=6mol，則a的值為

16

．
（2）反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8L（標準狀況下），其中NH₃的含量（體積分數）為25%．則平衡時NH₃的物質的量為

8mol

．
（3）平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=

3：3：2

．
（4）原混合氣體中，a：b=

2：3

．
（5）原混合氣體與平衡混合氣體的總物質的量之比（寫最簡整數比，下同），n（始）：n（平）=

5：4

． 
（6）達到平衡時，N₂和H₂的轉化率之比，a（N₂）：a（H₂）=

1：2

．

Answer 1

分析：（1）計算參加反應的氮氣的物質的量，結合氨氣的物質的量，利用物質的量之比等于化學計量數之比計算a的值；
（2）計算出混合氣體總的物質的量，利用體積分數計算氨氣的物質的量；
（3）根據三段式解題法，結合氨氣的體積分數計算b的值，求出平衡時反應混合物各組分物質的量的變化量、平衡時各組分的物質的量，據此計算；
（4）根據（1）、（3）中求出的a、b的值計算；
（5）根據（1）、（3）中求出的a、b的值計算原混合氣體的物質的量，再根據（3）中計算可知平衡時混合氣體的物質的量，據此計算；
（6）由（3）可知，開始是氫氣的物質的量為24mol；平衡時參加反應的氮氣的物質的量為4mol，參加反應的氫氣的物質的量為12mol．計算出達到平衡時，N₂和H₂的轉化率，據此計算．

解答：解（1）利用物質的量之比等于化學計量數之比，所以（a-13）mol：6mol=1：2，解得a=16，故答案為：16；
（2）反應達平衡時，混合氣體為

716.8L

22.4L/mol

=32mol，其中NH₃的物質的量為32mol×25%=8mol，故答案為：8mol；
（3）N₂+3H₂　　2NH₃，
開始（mol）：16　　b　　　　　　0
變化（mol）：4　　12　　　　　  8
平衡（mol）：12　（b-12）8
平衡時，NH₃的含量（體積分數）為25%，所以

8mol

12mol+(b-12)mol+8mol

×100%=25%，解得b=24，
所以平衡混合氣的組成為：N₂12 mol，H₂12 mol，NH₃為8 mol，
平衡混合氣體中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=12mol：12mol：8mol=3：3：2，
故答案為：3：3：2；
（4）由（1）知a=16mol，由（3）b=24mol，所以a：b=16mol：24mol=2：3，
故答案為：2：3；
（5）由（1）知a=16mol，由（3）b=24mol，
所以故原混合氣體為16mol+24mol=40mol，
由（3）知平衡混合氣體的組成為：N₂12 mol，H₂12 mol，NH₃為8 mol．
所以平衡混合氣體的物質的量為12mol+12mol+8mol=32mol，
則原混合氣體與平衡混合氣體的物質的量之比n（始）：n（平）=40mol：32mol=5：4，
故答案為：5：4；
（6）由（3）可知，開始是氫氣的物質的量為24mol；
平衡時參加反應的氮氣的物質的量為4mol，參加反應的氫氣的物質的量為12mol，
所以達到平衡時，N₂和H₂的轉化率之比α（N₂）：α（H₂）=

4mol

16mol

：

12mol

24mol

=1：2，
故答案為：1：2．

點評：本題考查化學平衡的有關計算，難度不大，注意基礎知識的掌握與三段式解題法的步驟．