高中化学氮气和氢气反应

题目

高中化学氮气和氢气反应
一定条件下,将氮气和氢气混合气体100mL通入密闭容器内,达到平衡时,容器内的压强比反应前减小1/5,又测得此时混合气体的平均相对分子质量为9,试求：原混合气体中氮气为多少毫升?

答案

根据PV＝nRT
P1/P2=n1/n2(压强比等于物质的量之比）
即1/(1-1/5)=n1/n2
得到n1/n2=5/4
即[100ml/（气体摩尔体积＊1000）〕/[V/（气体摩尔体积＊1000)]=5/4
V=80ml(反应后同温同压下的体积）
体积减少100－80＝20ml
N2 + 3H2 =2NH3(1体积N2和3体积H2反应生成2体积的NH3,减少两个体积.)
1-----3-----2----减少2
V1----V2----V3------20ml
解得V1＝10ml,V2=30ml,V3=20ml
设原混合气体中有XmlN2,则有H2 （100－X）ml
反应后N2的体积为（X－10）ml
氢气的体积为（100－X－30）ml
NH3的体积为20ml
反应后混合气体中,NH3占20/80=25%,
N2和H2占（80－20）/80=75%
设反应后混合气体中N2的百分含量是A,则H2的含量为75%－A
根据平均相对分子质量计算公式得：
28X＋2＊（75%－A）＋17＊25%＝9
解得A＝0.125=12.5%
则反应后混合气体中N2的体积为80＊12.5%=10ml
反应消耗了10ml,原混合气体中含N2 （10＋10）＝20ml