恒温下,将16molN2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(H2)=15mol,nt(NH3)=6mol,则b的值为______.
(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:
①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)
②达到平衡时,N2和H2的转化率之比a(N2):a(H2)______
③平衡混合气体中,n(N2):n(H2):n(NH3)______.
(1)根据方程式计算:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
起始(mol):16molb 0
转化(mol):3mol9mol 6mol
t时刻(mol):15mol6mol
所以b-9=15,则b=24,
故答案为:24;
(2)反应达平衡时,混合气体为
=32mol,其中NH3的物质的量为32mol×25%=8mol,716.8L 22.4L/mol
①利用差量法计算:
N2 (g)+3H2(g)⇌2NH3(g),物质的量减少△n
1mol 3mol 2mol 2mol
转化:4mol 12mol 8mol 8mol
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,
答:原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比为5:4;
②反应转化的氮气物质的量为4mol,转化率为:
×100%=25%,4mol 16mol
转化的氢气物质的量为12mol,转化率为:
×100%=50%,12mol 24mol
达到平衡时,N2和H2的转化率之比a(N2):a(H2)=25%:50%=1:2,
答:达到平衡时,N2和H2的转化率之比a(N2):a(H2)为1:2;
③平衡混合气的组成为:N2为16mol-4mol=12 mol,NH3为8 mol,H2为32mol-12mol-8mol=12mol,
平衡混合气体中,n(N2):n(H2):n(NH3)=12mol:12mol:8mol=3:3:2,
答:平衡混合气体中,n(N2):n(H2):n(NH3)为3:3:2.