Question

1．N₂与H₂反应生成NH₃的过程中能量变化曲线如图所示．若在一个固定容积的密闭容器中充入1mol N₂和3mol H₂使反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）达到平衡，测得反应放出热量为Q₁kJ．
填写下列空白：
（1）Q₁＜92．
（2）b曲线是加催化剂时的能量变化曲线．
（3）上述条件下达平衡时H₂的转化率为$\frac{{Q}_{1}}{92}$．
（4）在温度体积一定的条件下，若通入2mol N₂和6mol H₂反应后放出的热量为Q₂ kJ，则2Q₁与Q₂的关系为Q₂＞2Q₁．

Answer 1

分析 （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；
（2）加催化剂降低反应的活化能；
（3）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；
（4）若通入2mol N₂和6mol H₂，则初始反应物的物质的量增大了一倍，由于压强增大平衡正向移动，所以反应的热量增大．

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=-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Q₁＜92；
故答案为：＜；
（2）加催化剂降低反应的活化能，所以图中b曲线代表加入了催化剂；
故答案为：加催化剂；
（3）设转化的氢气为xmol，
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1
         3mol                  92kJ
         xmol                  Q₁kJ
则x=$\frac{3{Q}_{1}}{92}$ mol
所以 达平衡时H₂的转化率为$\frac{\frac{3{Q}_{1}}{92}mol}{3mol}$=$\frac{{Q}_{1}}{92}$；
故答案为：$\frac{{Q}_{1}}{92}$；      
（4）向密闭容器中通入1mol N₂和3mol H₂，不可能完全转化，所以达到平衡时放出热量Q₁kJ；另一容积相同的密闭容器中通入2mol N₂和6mol H₂，达到平衡时原平衡相同，则放出热量应该是2QkJ，通入2mol N₂和6mol H₂的压强比通入1mol N₂和3mol H₂的大了，平衡还会向正向移动，放出的热量还会增大，即Q₂＞2Q₁，
故答案为：Q₂＞2Q₁．

点评 本题考查化学反应中的能量变化图、反应热的计算，题目难度中等，注意书写热化学方程式的注意事项以及反应热的计算方法．