Question

5．工業(yè)合成氨反應的能量變化如圖所示．
（1）寫出合成氨反應的熱化學方程式：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
（2）在甲乙兩個體積均為2L固定容積的密閉容器中，分別充入甲：1molN₂、3molH₂和乙：1molN₂、3molH₂、1molHe，（其它條件相同），反應速率甲等于乙（填大于、小于或等于），經(jīng)過足夠長的時間后在甲容器中該反應放出的熱量（或吸收的熱量）小于92.4kJ（填“大于”、“小于”或“等于”） 
（3）下列圖象分別代表焓變（△H ）、混合氣體平均相對分子質量（$\overline{M}$）、N₂體積分數(shù)
φ（N₂）和氣體密度（ρ）與反應時間關系，其中正確且能表明該可逆反應達到平衡狀態(tài)的是BC．

Answer 1

分析 （1）△H=反應物的活化能-生成物的活化能；
（2）反應容器體積不變，加入不相關的氣體，相關氣體濃度不變；合成氨為可逆反應；
（3）反應達到平衡狀態(tài)時，同一物質的正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量濃度、百分含量等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)，結合圖象分析．

解答 解：（1）△H=反應物的活化能-生成物的活化能，-92.4KJ/mol=E₁-E₂，該熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
（2）反應容器體積不變，加入不相關的氣體，相關氣體濃度不變，反應速率相等；合成氨為可逆反應，反應物不能完全轉化，放熱少，故答案為：等于；小于；）
（3）A．對與固定的反應焓變是固定不變的，與平衡狀態(tài)無關，故A錯誤；
B．隨著反應的進行，氣體物質的量減小，氣體的質量不變，則混合氣體平均相對分子質量逐漸增大，當混合氣體平均相對分子質量不變時即是平衡狀態(tài)，故B正確；
C．隨著反應的進行，N₂體積分數(shù)Φ（N₂）逐漸減小，當Φ（N₂）不變時即是平衡狀態(tài)，故C正確；
D．容器的體積不變，氣體的質量守恒，則混合氣體的密度始終不變，所以混合氣體的密度不變時，不一定是平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故答案為：BC．

點評 本題考查了催化劑的催化原理、反應熱的求算、可逆反應的反應熱、反應自發(fā)進行的條件，題目難度不大．