Question

一定溫度下，向裝有固體催化劑且容積不變的密閉容器中通入1 mol N₂和4 mol H₂，使之發生如下反應：

N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g);ΔH=-92.4 kJ·mol^-1。

平衡時容器內氣體壓強為起始時的80%。

(1)通入1 mol N₂和4 mol H₂，達到平衡時，放出的熱量為__________。

(2)保持同一反應溫度，在相同的容器中，將起始物質的量改為a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃。

①達到相同的平衡時，(1)與(2)放出的熱量值__________ (填序號)。

A.一定相等                                          B.前者一定小

C.前者大于或等于后者                           D.不能確定

②a、b、c必須滿足的關系是(一個用a、c表示，另一個用b、c表示)___________，___________。

③欲使起始時反應表現為向正反應方向進行,a的取值范圍是__________。

Answer 1

(1)46.2 kJ  (2)①C

②，或2a+c=2，2b+3c=8  ③0.5＜a≤1

解析：本題考查平衡的有關計算，考查學生的計算能力和思維能力。

思路如下：(1)

           N₂  +  3H₂2NH₃     Δn=2

起始 1 mol     4 mol                    0

平衡0.5 mol   1.5 mol                1 mol  5 mol-4 mol=1 mol

所以放出熱量=0.5 mol×92.4 kJ· mol^-1=46.2 kJ

(2)保持同一反應溫度，在相同的容器中，將起始物質的量改為a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，前者和后者是等效平衡。前者向正方向進行，后者不一定，所以選C。運用“一邊倒”規律，NH₃轉化后為c/2 mol N₂、3c/2 mol H₂，所以a+c=1 mol，b+c=4 mol，轉化后為2a+c=2，2b+3c=8。由(1)可知平衡時N₂為0.5 mol，起始時反應表現為向正反應方向進行，所以0.5＜a≤1。