Question

9．已知298K時(shí)，合成氨反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），生成2mol NH₃放出92.4kJ熱量．
（1）在該溫度下，取1mol N₂（g）和3mol H₂（g）在體積為2L的密閉容器中充分反應(yīng)，放出的熱量小于（填“等于”“大于”或“小于”）92.4kJ；原因是N₂和H₂的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，1molN₂和3molH₂充分反應(yīng)生成的NH₃一定小于2mol，故放出的熱量小于理論計(jì)算值
（2）如果反應(yīng)5分鐘達(dá)到平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量為2.5mol，則這段時(shí)間內(nèi)氫氣的反應(yīng)速率為0.225mol/（L•min），達(dá)平衡時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為75%．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)1mol氮?dú)夂?mol氫氣完全反應(yīng)生成2mol氨氣時(shí)，反應(yīng)放熱92.4KJ；但該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，取1molN₂和3molH₂放在一密閉容器中，不能完全反應(yīng)生成2mol氨氣，據(jù)此分析；
（2）利用差量法計(jì)算出該段時(shí)間內(nèi)消耗氫氣的物質(zhì)的量，然后計(jì)算出氫氣的平均反應(yīng)速率及轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）1mol氮?dú)猓╣）與3mol氫氣（g）生成2mol氨氣（g）反應(yīng)的熱量為92.4kJ，由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，加入1molN₂和3molH₂不可能完全反應(yīng)，所以放出的熱量總是小于92.4kJ，
故答案為：小于；N₂和H₂的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，1 mol N₂和3 mol H₂充分反應(yīng)生成的NH₃一定小于2 mol，故放出的熱量小于理論計(jì)算值；
（2）若反應(yīng)5分鐘達(dá)到平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量為2.5mol，則氣體總物質(zhì)的量減少了：1mol+3mol-2.5mol=1.5mol，
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△n
        3                  2
        n                 1.5mol
則n=$\frac{1.5mol×3}{2}$=2.25mol，
則5min內(nèi)用氫氣表示的平均反應(yīng)速率為：v（H₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{2.25mol}{2L}}{5min}$=0.225mol/（L•min）；
達(dá)到平衡時(shí)氫氣的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{2.25mol}{3mol}$×100%=75%，
故答案為：0.225mol/（L•min）；75%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度中等，明確可逆反應(yīng)特點(diǎn)為解答關(guān)鍵，注意掌握差量法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．