Question

在恒溫恒容的密閉容器中通入1 mol N₂和X mol H₂發(fā)生如下反應(yīng)：N₂+3H₂2NH₃。達到平衡后，測得反應(yīng)放出的熱量為18.4 kJ，混合氣體的物質(zhì)的量為3.6 mol，容器內(nèi)的壓強變?yōu)樵瓉淼?0%。

(1)起始時充入H₂物質(zhì)的量為_______________mol。

(2)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________。

(3)若起始時加入N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量分別為a、b、c，達到平衡時各組分物質(zhì)的量與上述平衡相同。

①若維持反應(yīng)向正方向進行，則起始時c的取值范圍是______________________________。

②若c=2 mol，在相同條件下達到平衡時，該反應(yīng)吸收的熱量為_______________kJ。

Answer 1

(1)3

(2) N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；ΔH=-92 kJ·mol^-1

(3)①0 mol≤c＜0.4 mol

②73.6

解析：反應(yīng)后的物質(zhì)的量為3.6 mol，因壓強為原來的90％，故原氣體的物質(zhì)的量為4 mol.應(yīng)加入H₂3 mol.

氣體的物質(zhì)的量由4 mol減少到平衡時的3.6 mol，由差量法求得產(chǎn)生0.4 mol NH₃，由此推知產(chǎn)生2 mol NH₃放出熱量92 kJ.

此為恒容條件下反應(yīng)前后化學(xué)計量數(shù)不等的平衡問題，應(yīng)采用歸邊相等的方法來分析：

因達到平衡時c為0.4 mol，若要反應(yīng)向正方向進行，c應(yīng)小于0.4，故0≤c＜0.4.

若c=2 mol，a=0，b=0，反應(yīng)逆向進行達到平衡時亦剩余0.4 mol，反應(yīng)掉1.6 mol，故放熱×92 kJ·mol^-1÷2＝73.6 kJ.