Question

一定温度下，向装有固体催化剂且容积不变的密闭容器中通入1 mol N₂和4 mol H₂，使之发生如下反应：

N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g);ΔH=-92.4 kJ·mol^-1。

平衡时容器内气体压强为起始时的80%。

(1)通入1 mol N₂和4 mol H₂，达到平衡时，放出的热量为__________。

(2)保持同一反应温度，在相同的容器中，将起始物质的量改为a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃。

①达到相同的平衡时，(1)与(2)放出的热量值__________ (填序号)。

A.一定相等                                          B.前者一定小

C.前者大于或等于后者                           D.不能确定

②a、b、c必须满足的关系是(一个用a、c表示，另一个用b、c表示)___________，___________。

③欲使起始时反应表现为向正反应方向进行,a的取值范围是__________。

Answer 1

(1)46.2 kJ  (2)①C

②，或2a+c=2，2b+3c=8  ③0.5＜a≤1

解析：本题考查平衡的有关计算，考查学生的计算能力和思维能力。

思路如下：(1)

           N₂  +  3H₂2NH₃     Δn=2

起始 1 mol     4 mol                    0

平衡0.5 mol   1.5 mol                1 mol  5 mol-4 mol=1 mol

所以放出热量=0.5 mol×92.4 kJ· mol^-1=46.2 kJ

(2)保持同一反应温度，在相同的容器中，将起始物质的量改为a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，前者和后者是等效平衡。前者向正方向进行，后者不一定，所以选C。运用“一边倒”规律，NH₃转化后为c/2 mol N₂、3c/2 mol H₂，所以a+c=1 mol，b+c=4 mol，转化后为2a+c=2，2b+3c=8。由(1)可知平衡时N₂为0.5 mol，起始时反应表现为向正反应方向进行，所以0.5＜a≤1。