Question

13．N₂与H₂反应生成NH₃的过程中能量变化曲线如图所示．若在一个容积固定的密闭容器中充入1mol N₂和 3mol H₂使反应N₂+3H₂?2NH₃达到平衡，测得反应放出热量为Q kJ
①Q＜92kJ　（填“＞”、“＜”或“=”）；
②上述条件下达平衡时H₂的转化率为$\frac{Q}{92}$　（用Q表示）．

Answer 1

分析 ①N₂与H₂反应生成NH₃的反应为可逆反应，反应为不能完全转化为生成物；
②根据反应的热量之比等于物质的量之比求出参加反应的氢气的物质的量，再求出转化率．

解答 解：①由图可知反应的热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=（508-600）kJ•mol^-1=-92kJ•mol^-1，N₂与H₂反应生成NH₃的反应为可逆反应，反应为不能完全转化为生成物，即1mol N₂和3mol H₂不能完全反应生成1molNH₃，则反应放出的热量值Q＜92；
故答案为：＜；
②设转化的氢气为xmol，
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1
         3mol                                 92kJ
         xmol                                        QkJ
则x=$\frac{3Q}{92}$ mol
所以 达平衡时H₂的转化率为$\frac{\frac{3Q}{92}mol}{3mol}$=$\frac{Q}{92}$，
故答案为：$\frac{Q}{92}$．

点评 本题综合考查化学平衡的计算以及化学反应与能量变化，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和计算能力，注意反应热的计算以及可逆反应的特点，难度不大．