Question

在一定温度下，向容积不变的容器中加入2 mol N₂、8 mol H₂及固体催化剂，使之反应。已知：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)；△H=－92.2 kJ·mol^－1。平衡时，容器内气体压强为起始时的80%。

(1)反应达到平衡时，放出的热量        。

  A．小于92.2 kJ         B．等于92.2 kJ         C．大于92.2 kJ

(2)保持同一温度，在相同的容器中，若起始时加入2 mol NH₃、1mol H₂及固体催化剂，反应达到平衡时NH₃的体积分数        。

  A．等于0.25            B．大于0.25           C．小于0.25

(3)保持同一温度，在相同的容器中，起始通入一定物质的量N₂、H₂、NH₃，欲使平衡时NH₃的体积分数一定等于0.25。且起始时向正反应方向进行，

则充入N₂的物质的量a(mol)的取值范围是           。

(4)右图是T_l℃时容器中NH₃的物质的量随时间的变化曲线，

  请在该图中补画出该反应在T₂℃(T₂>T₁)时n(NH₃)的变化

曲线。

Answer 1

(1)B(1分)        (2)C(1分)        (3)1mol<a<2mol(2分)

(4)  （2分）

解析:

本题考查化学平衡的有关计算，(1)设反应消耗了amol的N₂，则有

N₂(g )   +  3H₂(g)2NH₃(g)；

起始量   2 mol      8 mol      0 mol

变化量   amol       3amol      2amol

平衡量   (2-a)mol   (8-3a)mol   2amol

由题意可得：(10-2a)/10=80%，得a=1,即消耗了1mol的N₂，生成了2molNH₃，放出热量为92.2 kJ，B正确；

(2)将氨气按反应转化为反应物，则相当于起始量为1molN₂和4molH₂，相当于上述起始量的一半，则压强是原来的一半，压强减小，平衡向逆反应方向移动，NH₃的百分含量减小，即小于2/8=25%，选C。

(3)达平衡时，N₂、H₂、NH₃的量分别为1molN₂、5molH₂、2molNH₃，要使反应向起反应方向进行，则起始的N₂的量应大于1mol，由于是恒温恒容体积不相等反应的等效平衡，经转化后，所有对应量要相等，故N₂的投入量不能超过2mol，即1mol<a<2mol。

（4）由于T₂>T₁，平衡向逆反应方向移动，平衡时NH₃的百分含量减小，但温度升高，速率增大，达到平衡的时间缩短，故图象为。