Question

1．N₂與H₂反應生成NH₃的過程中能量變化曲線如圖所示．若在一個固定容積的密閉容器中充入1mol N₂和3mol H₂使反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）達到平衡，測得反應放出熱量為Q₁kJ．
填寫下列空白：
（1）Q₁＜92．
（2）b曲線是加催化劑時的能量變化曲線．
（3）上述條件下達平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{{Q}_{1}}{92}$．
（4）在溫度體積一定的條件下，若通入2mol N₂和6mol H₂反應后放出的熱量為Q₂ kJ，則2Q₁與Q₂的關系為Q₂＞2Q₁．

Answer 1

分析 （1）N₂與H₂反應生成NH₃的反應為可逆反應，反應為不能完全轉(zhuǎn)化為生成物；
（2）加催化劑降低反應的活化能；
（3）根據(jù)反應的熱量之比等于物質(zhì)的量之比求出參加反應的氫氣的物質(zhì)的量，再求出轉(zhuǎn)化率；
（4）若通入2mol N₂和6mol H₂，則初始反應物的物質(zhì)的量增大了一倍，由于壓強增大平衡正向移動，所以反應的熱量增大．

解答 解：（1）由圖可知反應的熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=508-600=-92kJ•mol^-1，N₂與H₂反應生成NH₃的反應為可逆反應，反應為不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，即1mol N₂和3mol H₂不能完全反應生成1molNH₃，則反應放出的熱量值Q₁＜92；
故答案為：＜；
（2）加催化劑降低反應的活化能，所以圖中b曲線代表加入了催化劑；
故答案為：加催化劑；
（3）設轉(zhuǎn)化的氫氣為xmol，
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1
         3mol                  92kJ
         xmol                  Q₁kJ
則x=$\frac{3{Q}_{1}}{92}$ mol
所以 達平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{\frac{3{Q}_{1}}{92}mol}{3mol}$=$\frac{{Q}_{1}}{92}$；
故答案為：$\frac{{Q}_{1}}{92}$；      
（4）向密閉容器中通入1mol N₂和3mol H₂，不可能完全轉(zhuǎn)化，所以達到平衡時放出熱量Q₁kJ；另一容積相同的密閉容器中通入2mol N₂和6mol H₂，達到平衡時原平衡相同，則放出熱量應該是2QkJ，通入2mol N₂和6mol H₂的壓強比通入1mol N₂和3mol H₂的大了，平衡還會向正向移動，放出的熱量還會增大，即Q₂＞2Q₁，
故答案為：Q₂＞2Q₁．

點評 本題考查化學反應中的能量變化圖、反應熱的計算，題目難度中等，注意書寫熱化學方程式的注意事項以及反應熱的計算方法．