Question

7．恒温下，将amol N₂与bmol 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）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g）
（1）若反应进行到某时刻t时，n_t（N₂）=8mol，n_t（NH₃）=4mol，计算a的值．
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为537.6L（标准状况下），其中NH₃的体积分数为25%．求原混合气体中，a：b=1：2．
（3）平衡混合气体中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=7：11：6．计算过程：

Answer 1

分析 恒温下，将amol N₂与bmol 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）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g）
（1）依据化学平衡三段式列式计算
        N₂（g）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g）
起始量   a       b          0
变化量   2       6          4
某时刻量  8       b-6        4
（2）N₂（g）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g），反应后气体物质的量进行为生成氨气的物质的量，反应达平衡时，混合气体的体积为537.6L（标准状况下），其中NH₃的体积分数为25%，平衡时混合气体物质的量：n_平=$\frac{537.6L}{22.4L/mol}$=24mol
n_平（NH₃）=6mol     
n_始=30mol；
即a+b=30　
因a=10，得到b为20，
（3）依据上述分析和计算得到平衡状态下各气体物质的量之比；

解答 解：（1）依据化学平衡三段式列式计算
       N₂（g）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g）
起始量  a       b          0
变化量  2       6          4
平衡量  8       b-6        4
由反应的化学方程式得知，反应掉的N₂和生成的NH₃的物质的量之比为1：2，设反应掉的N₂的物质的量为x．
则x：4mol=1：2    
解得：x=2mol    
若反应进行到某时刻t时，n_t（N₂）=8mol，n_t（NH₃）=4mol，
得到氮气的起始量：a=8mol+2mol=10mol；
答：若反应进行到某时刻t时，n_t（N₂）=8mol，n_t（NH₃）=4mol，得到a的值为10；
（2）平衡时混合气体物质的量：n_平=$\frac{537.6L}{22.4L/mol}$=24mol
n_平（NH₃）=6mol     
n_始=30mol；
即a+b=30　
因a=10，得到b为20，
所以a：b=10：20=1：2；
故答案为：1：2；
（3）N₂（g）+3H₂（g）??2ΝΗ₃（g）
起始量  10     20          0
变化量  3      9           6
平衡量  7      11          6
平衡时：n（NH₃）=6mol，n（N₂）=7mol，n（H₂）=11mol，
平衡混合气体中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=7：11：6；
故答案为：7：11：6．

点评 本题考查了化学平衡的分析应用，主要是反应特征和定量关系的分析应用，计算过程和方法是解题关键，掌握基础是解题关键，题目难度中等．