Question

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

圖1-6
（1）當反應結(jié)束后處于A、B兩點時，原混合氣體中Cl₂的體積分數(shù)各是多少？
（2）當反應結(jié)束時處于A、B兩點，混合氣體的總體積各是多少升？
（3）若反應結(jié)束時氣體總體積為11 L，求原混合物中Cl₂的體積分數(shù)。

Answer 1

   （1）當反應結(jié)束處于A、B兩點時，原混合氣體中Cl₂的體積分數(shù)分別為27．27％、60％。
（2）當反應結(jié)束時處于A、B兩點，混合氣體的總體積分別是5 L、77 L。
（3）若反應結(jié)束時氣體總體積為11 L，原混合物中Cl₂的體積分數(shù)是30％。

   （1）當反應后氣體總體積為最小值時，混合氣體的總反應為：8NH₃+3Cl₂====6NH₄Cl+N₂，則在A點時原混合氣體中Cl₂的體積分數(shù)為：×100％＝27．27％。
當反應后氣體總體積為最大值時，混合氣體的總反應為：2NH₃+3Cl₂====6HCl+N₂，則在B點時原混合氣體中Cl₂的體積分數(shù)為：×100％＝60％。
（2）若反應后處于A點時，混合氣體的總體積為：55 L×＝5 L，若反應后處于B點時，混合氣體的總體積為55 L×＝77 L。
（3）根據(jù)圖象知道當反應后氣體體積為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NH₃過量時，根據(jù)反應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，體積分數(shù)為：×100％＝24％。
當有部分HCl出現(xiàn)時，則同時發(fā)生兩種反應，假設(shè)發(fā)生反應：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的體積分數(shù)為：×100％＝30％