Question

【題目】如圖所示，一密閉容器被無摩擦、可滑動的兩隔板a和b分成甲、乙兩室。標準狀況下，在乙室中充入NH30.4mol，甲室中充入HCl、N2的混合氣體，靜止時活塞位置如圖所示。已知甲、乙兩室中氣體的質量之差為17.3g。

請回答下列問題：

（1）甲室中氣體的質量為 。

（2）甲室中HCl、N2的物質的量之比為__________。

（3）將隔板a去掉，當HCl與NH3充分反應生成NH4Cl固體后（僅發生此反應），隔板b將位于刻度“______”處（填數字，不考慮固體物質產生的壓強），此時體系的平均摩爾質量_________。

Answer 1

【答案】（1）24.1g；（2）1：3；（3）4； 25.25g/mol。

【解析】

試題分析：（1）乙室中充入NH3，則氨氣的質量為m=nM=0.4mol×17g/mol=6.8g，已知甲、乙兩室中氣體的質量差為17.3g，則甲中氣體的質量為17.3g+6.8g=24.1g；

（2）相同條件下，氣體的物質的量之比等于其體積之比，看圖可知甲、乙兩室氣體的體積比為2：1，故其物質的量之比為2：1，在乙室中充入NH3 0.4mol，所以甲室中氣體為0.8mol，甲中氣體的質量為24.1g，設HCl的物質的量為ｘ，氮氣的物質的量為ｙ，根據其物質的量、質量列方程式為：x+y=0.8，36.5ｘ+28ｙ=24.1；解得ｘ=0.2mol，ｙ=0.6mol；所以HCl、N2的物質的量之比為0.2mol：0.6mol=1：3；

（3）乙室中NH3的物質的量為0.4mol，甲中HCl的物質的量為0.2mol，所以反應生成NH4Cl固體，剩余NH3的物質的量為0.2mol，剩余的氣體總物質的量為0.8mol，相同條件下，氣體的體積之比等于其物質的量之比，開始時氣體總物質的量為1.2mol，其活塞b在6處，現在氣體總物質的量為0.8mol，所以活塞b將會左移。至“4”處；體系的平均摩爾質量M===25.25g/mol。