Question

恒温下，将a mol N₂与b molH₂的混合气体通入到一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N₂ （g）+3H₂（g）

催化剂

高温高压

2NH₃（g），请计算并填空：
（1）若反应到时刻t时，n （N₂）=13mol，n （NH₃）=6mol，则a=

16

mol；
（2）上述混合气体反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标况下），其中NH₃的体积分数为25%，则原混合气体与平衡混合气体的物质的量之比n（始）：n（平）=

5：4

（写出最简整数比，下同）；原混合气体中，a：b=

2：3

；达到平衡时，N₂和H₂的转化率α（N₂）：α（H₂）=

1：2

；平衡混合气体中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=

3：3：2

．

Answer 1

分析：（1）根据化学方程式计算；
（2）利用差量法计算原混合气体的物质的量，以此计算气体的物质的量、转化率等量．

解答：解：（1）根据方程式计算：
      N₂ （g）+3H₂（g）2NH₃（g），
起始：a        b                      0
转化：3        9                      6 
某一时刻：a-3   b-9               6
a-3=13，则a=16，故答案为：16；
（2）反应达平衡时，混合气体为

716.8L

22.4L/mol

=32mol，其中NH₃为32mol×25%=8mol；
利用差量法计算：
       N₂ （g）+3H₂（g）2NH₃（g）△n    
      1mol       3mol                 2mol              2mol
转化：4mol       12mol                8mol              8mol
因为反应后减少的气体物质的量恰好等于NH₃的物质的量，
故原混合气体为32mol+8mol=40mol，
则原混合气体与平衡混合气体的物质的量之比n（始）：n（平）=40mol：32mol=5：4，
由（1）知a=16mol，则b=40mol-16mol=24mol，
所以：a：b=16mol：24mol=2：3，
达到平衡时，N₂和H₂的转化率α（N₂）：α（H₂）=

4mol

16mol

：

12mol

24mol

=1：2，
故平衡混合气的组成为：N₂12 mol，H₂12 mol，NH₃为8 mol．
平衡混合气体中，n（N₂）：n（H₂）：n（NH₃）=12mol：12mol：8mol=3：3：2，
故答案为：5：4；2：3；1：2；3：3：2．

点评：本题考查化学平衡的计算，题目难度不大，注意利用三段式法结合化学方程式计算．