Question

在恒温恒容的密闭容器中通入1 molN₂和X molH₂发生如下反应：N₂+3H₂2NH₃。达到平衡后，测得反应放出的热量为18.4 kJ，混合气体的物质的量为3.6 mol，容器内的压强变为原来的90%。
（1）起始时充入H₂物质的量为_____________mol；
（2）该反应的热化学方程式为_________________________________________；
（3）若起始时加入N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为a、b、c，达到平衡时各组分物质的量与上述平衡相同。
①若维持反应向正方向进行，则起始时c的取值范围是_______________________。
②若c="2" mol，在相同条件下达到平衡时，该反应吸收的热量为______________kJ。

Answer 1

（1）3
（2）N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；△H=－92.0 kJ/mol
（3）① 0 mol≤c＜0.4 mol ②73.6

（1）容器内的压强变为原来的90%，所以原来容器中气体的总的物质的量是3.6mol÷0.9＝4.0mol，因此X＝4.0mol－1mol＝3.0mol。
（2）设消耗氮气是amol，则消耗氢气是3amol，所以生成氨气是2amol，则1－a＋3－3a＋2a＝3.6，解得a＝0.2mol，因此该反应的热化学方程式是N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；△H=－92.0 kJ/mol 。
（3）①由于平衡时氨气的物质的量是0.4mol，所以若维持反应向正方向进行，则起始时c的取值范围是 0 mol≤c＜0.4 mol。
②若c="2" mol，则平衡时消耗氨气是1.6mol，所以吸收的热量0.8mol×92.0 kJ/mol＝73.6kJ。