Question

3．如圖所示，一密閉容器被無摩擦、可滑動的兩隔板a、b分成甲、乙兩室；標準狀況下，在乙室中充入0.4mol HCl，甲室中充入NH₃、H₂的混合氣體，靜止時活塞位置如圖．已知甲、乙兩室中氣體的質量之差為7.0g．

（1）甲室中氣體的物質的量為0.8mol．
（2）甲室中NH₃，H₂的物質的量之比為1：1．
（3）將隔板a去掉，當HCl與NH₃充分反應生成NH₄Cl固體后，活塞b將位于刻度“2”處（填數字，不考慮固體物質產生的壓強）．

Answer 1

分析 （1）相同條件下，氣體的物質的量之比等于其體積之比；
（2）根據甲室中氣體的物質的量和質量計算氨氣和氫氣的物質的量之比、質量之比；
（3）根據剩余氣體的物質的量計算剩余氣體所占體積，從而確定b的位置．

解答 解：（1）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0.4mol HCl，所以甲室中氣體為0.8mol，
故答案為：0.8mol；
（2）0.4mol HCl的質量為0.4mol×36.5g/mol=14.6g，甲、乙兩室中氣體的質量之差為7.0g，則甲中氣體為7.6g，
設氨氣的物質的量為x，氫氣的物質的量為y，
根據其物質的量、質量列方程組為：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.8}\\{17x+2y=7.6}\end{array}\right.$，解得x=0.4mol，y=0.4mol，所以氨氣和氫氣的物質的量之比0.4mol：0.4mol=1：1，
故答案為：1：1；
（3）甲室中NH₃的物質的量為0.4mol，恰好等于HCl的物質的量，所以二者恰好完全反應生成NH₄Cl固體，剩余H₂的物質的量為0.4mol，相同條件下，氣體的體積之比等于其物質的量之比，所以活塞b將會左移至“2”處，故答案為：2．

點評 本題考查物質的量及濃度的計算，為高頻考點，把握物質的量為中心的基本計算公式及明確相同條件下氣體的體積之比等于物質的量之比為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，題目難度不大．