Question

工業(yè)上合成氨的熱反應(yīng)方程式如下：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H=-92kJ?mol^-1
 （1）若已知破壞1molN≡N鍵、H-H鍵分別需吸收的能量為946kJ、436kJ，則斷開1molN-H需吸收的能量為

 

kJ
（2）在恒溫恒壓的條件下，將2mol N₂和6molH₂通入一容積可變的容器中反應(yīng)，達(dá)到平衡后氣體的體積為反應(yīng)前的75%，則該過程釋放的能量為

 

kJ，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為

 

，平衡后氨氣占混合氣體的體積分?jǐn)?shù)為

 

（3）若將1mol N₂和1molH₂通入兩個(gè)相同體積的密閉容器甲和乙中，甲容器保持溫度和體積不變，乙容器保持溫度和壓強(qiáng)不變，經(jīng)過一段時(shí)間后，兩容器均達(dá)到平衡狀態(tài)．
①建立平衡所需的時(shí)間：甲

 

乙（填“＞”，“＜”或“=”）
②達(dá)到平衡后氨氣的體積分?jǐn)?shù)：甲

 

乙（填“＞”，“＜”或“=”）

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）熱化學(xué)方程式中，反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，據(jù)此計(jì)算出斷開1mol N-H鍵吸收的能量；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算得到平衡物質(zhì)的量，
            N₂ +3H₂ =2 NH₃，
起始量（mol）2      6     0
變化量（mol）x      3x    2x
平衡量（mol）2-x   6-3x   2x
平衡后氣體的體積為反應(yīng)前的75%，則

2-x+6-3x+2x

2+6

×100%=75%，解得x=1，結(jié)合物質(zhì)的量與熱量成正比、轉(zhuǎn)化率、體積分?jǐn)?shù)的概念計(jì)算；
（3）乙容器保持溫度和壓強(qiáng)不變，相當(dāng)于在甲容器不斷減小容器的體積，因此速率快，到達(dá)平衡的時(shí)間短，平衡正向移動(dòng)；

解答： 解：（1）已知：N≡N鍵、H-H鍵的鍵能量為946kJ/mol、436kJ/mol，設(shè)N-H的鍵能為x，對于反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ/mol，反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，故946kJ/mol+3×436kJ/mol-2×3×x=-92kJ/mol，解得：x=391kJ/mol；
故答案為：391；        
（2）依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算得到平衡物質(zhì)的量，
            N₂ +3H₂ =2 NH₃，
起始量（mol）2    6     0
變化量（mol）x    3x    2x
平衡量（mol）2-x  6-3x   2x
平衡后氣體的體積為反應(yīng)前的75%，則

2-x+6-3x+2x

2+6

×100%=75%，解得x=1，
由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H=-92kJ?mol^-1可知，該過程釋放的能量為92kJ，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為

1mol

2mol

×100%=50%，平衡后氨氣占混合氣體的體積分?jǐn)?shù)為

2

1+3+2

=

1

3

；
故答案為：92、50%、

1

3

；
（3）乙容器保持溫度和壓強(qiáng)不變，相當(dāng)于在甲容器不斷減小容器的體積，因此速率快，到達(dá)平衡的時(shí)間短，平衡正向移動(dòng)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大；
故答案為：①＞；②＜；

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)知識，熟練掌握基礎(chǔ)知識，題目難度中等．