Question

Ⅰ在某温度体积恒定的密闭容器中加入2molN₂和4molH₂，发生如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.4kJ/mol．达到平衡时，放出热量46.2kJ．求：
（1）达到平衡时，N₂的转化率为______．
（2）若向该容器中加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，且a、b、c均为正数，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同．试比较反应放出的能量：
（1）______（2）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）a、b、c取值必须满足的一般条件是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据放出的热量，利用热化学方程式计算参加反应的氮气的物质的量，再根据转化率定义计算氮气的转化率．
（2）相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与（1）中平衡相同，说明两平衡为完全等效平衡，（1）中转化率比（2）中的高，参加反应的氮气的物质的量较（2）多．
（3）温度恒定体积恒定，该反应前后气体的物质的量发生变化，故按化学计量数转化到左边满足n（N₂）=2mol、n（H₂）=4mol即可．
解答：解：（1）达到平衡时，放出热量46.2kJ，所以参加反应的氮气的物质的量为=0.5mol，所以氮气的转化率为×100%=25%．
故答案为：25%．
（2）相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与（1）中平衡相同，说明两平衡为完全等效平衡，平衡时氨气的物质的量相同，由于（2）中起始含有cmol NH₃，故（2）中反应生成的氨气比（1）少，（1）中参加反应的氮气的物质的量较（2）多，所以放出的热量（1）＞（2）．
故答案为：＞．
（3）温度恒定体积恒定，该反应前后气体的物质的量发生变化，故按化学计量数转化到左边满足n（N₂）=2mol、n（H₂）=4mol即可，故a+c=2，b+c=4．
故答案为：a+c=2，b+c=4．
点评：考查反应热的有关计算、化学平衡计算、等效平衡等，难度中等，注意等效平衡规律的理解掌握．