Question

【题目】（题文）如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室；标准状况下，在乙室中充入NH3 0.4 mol，甲室中充入HCl、N2的混合气体，静止时隔板位置如图所示。已知甲、乙两室中气体的质量差为17.3g。

（1）甲室中气体的质量为________。

（2）甲室中HCl、N2的物质的量之比为______。

（3）将隔板a去掉，当HCl与NH3充分反应生成NH4Cl固体（反应方程式为：HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)，仅发生此反应），隔板b将位于刻度“________”处（填数字，不考虑固体物质产生的压强），此时体系的平均摩尔质量________。

Answer 1

【答案】24.1 g1:3425.25g/mol

【解析】

试题(1)乙室中充入NH3，则氨气的质量为m=n·M=0.4mol×17g/mol=6.8g，已知甲、乙两室中气体的质量差为17.3g，则甲中气体的质量为17.3g+6.8g=24.1g；(2)相同条件下，气体的物质的量之比等于其体积之比，看图可知甲、乙两室气体的体积比为2：1，故其物质的量之比为2：1，在乙室中充入NH3的物质的量是 0.4mol，所以甲室中气体为0.8mol，甲中气体的质量为24.1g，设其中HCl的物质的量为x，氮气的物质的量为y，根据其物质的量、质量列方程组为：x+y＝0.8，36.5x+28y＝24.1，解得x=0.2mol，y=0.6mol，所以HCl、N2的物质的量之比为0.2mol：0.6mol=1：3； (3)乙室中NH3的物质的量为0.4mol，甲中HCl的物质的量为0.2mol，二者混合会发生反应：NH3+HCl=NH4Cl,由于二者反应的物质的量的比是1:1，所以反应生成NH4Cl固体，剩余NH3的物质的量为0.2mol，剩余的气体总物质的量为n= n(NH3)+n(N2)= 0.2mol+0.6mol=0.8mol，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，开始时气体总物质的量为1.2mol，其活塞b在6处，现在气体总物质的量为0.8mol，所以活塞b将会左移至“4”处；体系的平均摩尔质量M="m÷n=" (0.2mol×17g/mol+ 0.6mol×28g/mol) ÷(0.2mol+0.6mol) = 25.25g/mol。