Question

【題目】恒溫下，將a mol N2與b mol H2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）若反應某時刻t時，n t （N2） = 13 mol，n t （NH3） = 6 mol，則a =__________mol；

（2）反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8 L（標況下），其中NH3的含量（體積分數）為25%，平衡時NH3的物質的量__________；

（3）原混合氣體與平衡混合氣體的總物質的量之比（寫出最簡整數比、下同），

n（始）∶n（平） =__________；

（4）原混合氣體中，a∶b =__________；

（5）達到平衡時，N2和H2的轉化率之比，α（N2）∶α（H2）= __________；

（6）平衡混合氣體中，n（N2）∶n（H2）∶n（NH3） =__________________。

Answer 1

【答案】（1）16mol；（2）8mol；（3）5：4；（4）2：3 ；（5）1：2 ；（6）3:3:2。

【解析】

試題分析：（1）根據方程式計算：

N2 （g） ＋ 3H2（g） 2NH3（g），

起始（mol）：a b 0

轉化（mol）：3 9 6

t時刻（mol）：a-3 b-9 6

所以a-3=13，則a=16，

（2）反應達平衡時，混合氣體的物質的量為n（總）=716.8L÷22.4L/mol=32mol，由于其中NH3的含量（體積分數）為25%，則含有NH3的物質的量為32mol×25%=8mol；

（3）利用差量法計算：

N2 （g） ＋ 3H2（g） 2NH3（g），物質的量減少△n

起始 1mol 3mol 2mol 2mol

轉化： 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的量之比n（始）：n（平）=40mol：32mol=5：4；（4）有（1）知a=16mol，故原混合氣體為32mol+8mol=40mol，則b=40mol-16mol=24mol，所以a：b=16mol：24mol=2：3；（5）達到平衡時，N2和H2的轉化率之比α（N2）：α（H2）=（4mol÷16mol）：（12mol÷24mol）=1：2．（6）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。