Question

已知NH₃和Cl₂可快速反應(yīng)：2NH₃+3Cl₂====N₂+6HCl
圖1-6為反應(yīng)后總體積V（L）隨原混合氣體中Cl₂的體積分?jǐn)?shù)（x%）而變化的曲線。試計(jì)算：

圖1-6
（1）當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后處于A、B兩點(diǎn)時(shí)，原混合氣體中Cl₂的體積分?jǐn)?shù)各是多少？
（2）當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)處于A、B兩點(diǎn)，混合氣體的總體積各是多少升？
（3）若反應(yīng)結(jié)束時(shí)氣體總體積為11 L，求原混合物中Cl₂的體積分?jǐn)?shù)。

Answer 1

   （1）當(dāng)反應(yīng)結(jié)束處于A、B兩點(diǎn)時(shí)，原混合氣體中Cl₂的體積分?jǐn)?shù)分別為27．27％、60％。
（2）當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)處于A、B兩點(diǎn)，混合氣體的總體積分別是5 L、77 L。
（3）若反應(yīng)結(jié)束時(shí)氣體總體積為11 L，原混合物中Cl₂的體積分?jǐn)?shù)是30％。

   （1）當(dāng)反應(yīng)后氣體總體積為最小值時(shí)，混合氣體的總反應(yīng)為：8NH₃+3Cl₂====6NH₄Cl+N₂，則在A點(diǎn)時(shí)原混合氣體中Cl₂的體積分?jǐn)?shù)為：×100％＝27．27％。
當(dāng)反應(yīng)后氣體總體積為最大值時(shí)，混合氣體的總反應(yīng)為：2NH₃+3Cl₂====6HCl+N₂，則在B點(diǎn)時(shí)原混合氣體中Cl₂的體積分?jǐn)?shù)為：×100％＝60％。
（2）若反應(yīng)后處于A點(diǎn)時(shí)，混合氣體的總體積為：55 L×＝5 L，若反應(yīng)后處于B點(diǎn)時(shí)，混合氣體的總體積為55 L×＝77 L。
（3）根據(jù)圖象知道當(dāng)反應(yīng)后氣體體積為11 L有兩種情況：一種是NH₃過量，另一種是有部分HCl存在的情況。
當(dāng)NH₃過量時(shí)，根據(jù)反應(yīng)8NH₃+3Cl₂====6NH₄Cl+N₂利用差量法知道原混合氣體中Cl₂的體積為13．2 L，體積分?jǐn)?shù)為：×100％＝24％。
當(dāng)有部分HCl出現(xiàn)時(shí)，則同時(shí)發(fā)生兩種反應(yīng)，假設(shè)發(fā)生反應(yīng)：8NH₃+3Cl₂====6NH₄Cl+N₂的NH₃為x L，發(fā)生2NH₃+3Cl₂====6HCl+N₂的NH₃為y L，則有：
x L+y L+0．375x L+1．5 y L＝55 L
0．125 x L+3 y L+0．5 y L＝11 L
解得：x＝ ?y＝
則Cl₂為：0．375× L+1．5× L＝16．5 L
則Cl₂的體積分?jǐn)?shù)為：×100％＝30％