I、恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固体容积的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
(1)若反应进行到某时刻t时,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,计算a=______.
(2)反应达到平衡时,混合气体的体积为716.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%.计算平衡时NH3的物质的量______.
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),n(始):n(平)=______.
(4)原混合气体中,a:b=______.
(5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,a(N2):a(H2)=______.
(6)平衡混合气体中,n(N2):n(H2):n(NH3)=______.
II、若向体积不变的密闭容器中充入2molN2和6molH2,一定条件下发生反应:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),平衡时混合气共7mol.令a、b、c分别代表N2、H2、NH3起始加入的物质的量,维持温度不变,使达到平衡时各成分的百分含量不变.则:
(1)若a=0,b=0,则c=______.
(2)若a=0.7,b=2.1,则:
①c=______.
②这时反应向______进行,因为:______.
③若要维持反应开始向该反应方向进行,c的范围是______.
(3)欲使起始反应维持向与②相反的方向进行,则b的范围是______.
(1)由反应的化学方程式得知,反应掉的N2和生成NH3的物质的量之比为1:2,设转化的N2的物质的量为xmol,
则x:6=1:2,解之x=3,所以a=13+3=16mol,故答案为:16;
(2)由n=
=32mol,NH3的含量(体积分数)为25%,716.8L 22.4L/mol
n平(NH3)=32mol×25%=8mol,故答案为:8mol;
(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),
开始16 b 0
转化412 8
平衡12(32-12-8)8
n(始):n(平)=(16+24):((12+12+8)=40:32=5:4,故答案为:5:4;
(4)由上述解答可知,b=12+(32-12-8)=24mol,a=16mol,所以a:b=16mol:24mol=2:3,故答案为:2:3;
(5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比a(N2):a(H2)=
:0.5=1:2,故答案为:1:2;4 16
(6)平衡混合气体中,n(N2):n(H2):n(NH3)=12mol:12mol:8mol=3:3:2,故答案为:3:3:2;
II、(1)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),
开始 2 6 0
开始0 0 4
在温度、体积不变的条件下,达到相同的平衡状态,则c=4mol,故答案为:4mol;
(2)①根据N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),
开始0.7 2.1 c
转化0.5c
将c极限转化为a,即0.5c+0.7=2,解得c=2.6,故答案为:2.6;
②根据N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),
开始2 6 0
转化x 3x 2x
平衡 2-x 6-3x 2x
2-x+6-3x+2x=7,解得x=0.5,
即平衡时物质的量分别为1.5mol、4.5mol、1mol,
当a、b、c分别为0.7、2.1、2.6时,浓度商>平衡常数(Q>K),则化学反应逆向移动,
故答案为:逆反应方向;(2分);浓度商>平衡常数;
③因平衡时c为1,c的最大值为4,则要维持反应开始向该反应方向进行,应满足1<c≤4,故答案为:1<c≤4;
(3)欲使起始反应维持向与②相反的方向进行,即反应向正向移动,平衡时b=4.5,b的最大值为6,则满足4.5<b≤6即可,
故答案为:4.5<b≤6.