解题思路:(1)根据三段式计算;
(2)计算出混合气体总的物质的量,利用体积分数计算氨气的物质的量;
(3)利用差量法计算原混合气体的物质的量;
(4)原混合气体的物质的量减去氮气的物质的量为氢气的物质的量,据此计算;
(5)平衡标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变分析选项进行判断.
(1)根据方程式计算:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),
起始:ab 0
转化:3 9 6
t时刻:a-3 b-9 6
a-3=13,则a=16,
故答案为:16;
(2)反应达平衡时,混合气体为[716.8L/22.4L/mol]=32mol,其中NH3的物质的量为32mol×25%=8mol.
故答案为:8nol;
(3)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),物质的量减少△n
1mol 3mol2mol 2mol
转化:4mol12mol8mol 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.
故答案为:5:4;
(4)由(1)知a=16mol,则b=40mol-16mol=24mol,所以:a:b=16mol:24mol=2:3,
故答案为:2:3;
(5)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),反应是气体体积减小的放热反应;
A.反应前后气体物质的量变化,容器内的总压强不随时间而变化,说明反应达到平衡状态,故A正确;
B.反应前后气体质量和体积不变,反应后混合气体的密度始终不发生变化,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;
C.三种气体的浓度保持不变,是平衡的标志,但浓度相同不能说明,故C错误;
D.NH3的分解速率与生成速率相等证明氨气的正逆反应速率相同,说明反应达到平衡状态,故D正确;
E.反应前后气体质量不变,但反应前后气体物质的量变化,当混合气体的平均相对分子质量不再发生变化,说明反应达到平衡,故E正确;
故答案为:ADE.
点评:
本题考点: 化学平衡的计算;化学平衡状态的判断.
考点点评: 本题考查较综合,涉及化学平衡的计算、影响反应速率及平衡的因素、平衡的判定等,注重高考常考查点的考查,注意概念的分析,题目难度中等.