Question

【题目】如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下，在乙室中充入NH30.4mol，甲室中充入HCl、N2的混合气体，静止时活塞位置如图所示。已知甲、乙两室中气体的质量之差为17.3g。

请回答下列问题：

（1）甲室中气体的质量为 。

（2）甲室中HCl、N2的物质的量之比为__________。

（3）将隔板a去掉，当HCl与NH3充分反应生成NH4Cl固体后（仅发生此反应），隔板b将位于刻度“______”处（填数字，不考虑固体物质产生的压强），此时体系的平均摩尔质量_________。

Answer 1

【答案】（1）24.1g；（2）1：3；（3）4； 25.25g/mol。

【解析】

试题分析：（1）乙室中充入NH3，则氨气的质量为m=nM=0.4mol×17g/mol=6.8g，已知甲、乙两室中气体的质量差为17.3g，则甲中气体的质量为17.3g+6.8g=24.1g；

（2）相同条件下，气体的物质的量之比等于其体积之比，看图可知甲、乙两室气体的体积比为2：1，故其物质的量之比为2：1，在乙室中充入NH3 0.4mol，所以甲室中气体为0.8mol，甲中气体的质量为24.1g，设HCl的物质的量为ｘ，氮气的物质的量为ｙ，根据其物质的量、质量列方程式为：x+y=0.8，36.5ｘ+28ｙ=24.1；解得ｘ=0.2mol，ｙ=0.6mol；所以HCl、N2的物质的量之比为0.2mol：0.6mol=1：3；

（3）乙室中NH3的物质的量为0.4mol，甲中HCl的物质的量为0.2mol，所以反应生成NH4Cl固体，剩余NH3的物质的量为0.2mol，剩余的气体总物质的量为0.8mol，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，开始时气体总物质的量为1.2mol，其活塞b在6处，现在气体总物质的量为0.8mol，所以活塞b将会左移。至“4”处；体系的平均摩尔质量M===25.25g/mol。