Question

已知一定溫度和壓強下，合成氨反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.0KJ?mol^-1
將1mol N₂和3mol H₂充入一密閉容器中，保持恒溫恒壓，在催化劑存在時進行反應，達到平衡時，測得N₂的轉化率為20%．若在相同條件下，起始時在該容器中充入2mol NH₃，反應達到平衡時的熱量變化是（　　）

A．吸收18.4KJ熱量

B．放出18.4KJ熱量

C．吸收73.6KJ熱量

D．放出73.6KJ熱量

Answer 1

分析：已知合成氨反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.0KJ?mol^-1，則有2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）；△H=+92.0KJ?mol^-1，保持恒溫恒壓，將1mol N₂和3mol H₂充入一密閉容器中與起始時在該容器中充入2mol NH₃，為等效平衡狀態，平衡時兩種不同的途徑平衡狀態相同，各物質的含量、物質的量等都相同，以此計算．

解答：解：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.0KJ?mol^-1
起始：1mol    3mol      0
轉化：0.2mol   0.6mol    0.4mol
平衡：0.8mol   2.4mol    0.4mol
放出熱量為0.2mol×92.0KJ?mol^-1=18.4kJ，
保持恒溫恒壓，將1mol N₂和3mol H₂充入一密閉容器中與起始時在該容器中充入2mol NH₃，為等效平衡狀態，平衡時兩種不同的途徑平衡狀態相同，各物質的含量、物質的量等都相同，則
       2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）；△H=+92.0KJ?mol^-1
起始：2mol       0       0
轉化：1.6mol      0.8mol  2.4mol
平衡：0.4mol      0.8mol  2.4mol
吸收熱量為：1.6mol×

1

2

×92.0KJ?mol^-1=73.6KJ，
故選C．

點評：本題考查化學平衡的計算，題目難度中等，解答本題的關鍵是判斷兩種途徑為等效平衡狀態，注意等效平衡的特征．