Question

在一定溫度下，向容積不變的容器中加入2mol N₂、8mol H₂及固體催化劑，使之反應．已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.2kJ?mol^-1．平衡時，容器內氣體壓強為起始時的80%．
（1）反應達到平衡時，放出的熱量______．
A．小于92.2kJ              B．等于92.2kJ             C．大于92.2kJ
（2）保持同一溫度，在相同的容器中，若起始時加入2mol NH₃、1mol H₂及固體催化劑，反應達到平衡時NH₃的體積分數______．
A．等于0.25                B．大于0.25                C．小于0.25
（3）保持同一溫度，在相同的容器中，起始通入一定物質的量N₂、H₂、NH₃，欲使平衡時NH₃的體積分數一定等于0.25．且起始時向正反應方向進行，則充入N₂的物質的量a（mol）的取值范圍是______．
（4）右圖是T₁℃時容器中NH₃的物質的量隨時間的變化曲線，請在該圖中補畫出該反應在T₂℃（T₂＞T₁）時n（NH₃）的變化曲線______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據反應：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），利用三段式計算；
（2）將氨氣按反應轉化為反應物，則相當于起始量為1molN₂和4molH₂，相當于上述起始量的一半，從壓強對平衡的影響角度分析；
（3）從等效平衡的角度分析，注意反應向正反應方向進行的條件；
（4）由于T₂＞T₁，平衡向逆反應方向移動，平衡時NH₃的百分含量減小，但溫度升高，速率增大，以此判斷．
解答：解：（1）利用三段式計算：
        N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）
起始：2mol      8mol             0
轉化：x         3x               2x
平衡：2-x       8-3x              2x
根據壓強之比等于物質的量之比，則有：（2-x+6-3x+2x）÷（2+8）=0.8，解之得x=1，
則NH₃的物質的量為2mol，則NH₃的體積分數為=25%，
由熱化學反應方程式可知此時反應的氮氣為1mol，所以放出的熱量等于92.2kJ，
故答案為：B；
（2）將氨氣按反應轉化為反應物，則相當于起始量為1molN₂和4molH₂，相當于上述起始量的一半，則壓強是原來的一半，壓強減小，平衡向逆反應方向移動，NH₃的百分含量減小，即小于25%，故答案為：C；
（3）達平衡時，N₂、H₂、NH₃的量分別為1molN₂、5molH₂、2molNH₃，要使反應向正反應方向進行，則起始的N₂的量應大于1mol，由于是恒溫恒容體積不相等反應的等效平衡，經轉化后，所有對應量要相等，故N₂的投入量不能超過2mol，即1mol＜a＜2mol，故答案為：1mol＜a＜2mol；
（4）由于T₂＞T₁，平衡向逆反應方向移動，平衡時NH₃的百分含量減小，但溫度升高，速率增大，達到平衡的時間縮短，故圖象為，故答案為：．
點評：本體考查化學平衡移動問題，題目難度較大，注意（1）（2）為易錯點，注意化學平衡計算的方法，特別是（2）注意從等效平衡的角度分析、