Question

Ⅰ在某溫度體積恒定的密閉容器中加入2molN₂和4molH₂，發生如下反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.4kJ/mol．達到平衡時，放出熱量46.2kJ．求：
（1）達到平衡時，N₂的轉化率為______．
（2）若向該容器中加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，且a、b、c均為正數，在相同條件下達到平衡時，混合物中各組分的物質的量與上述平衡相同．試比較反應放出的能量：
（1）______（2）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）a、b、c取值必須滿足的一般條件是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據放出的熱量，利用熱化學方程式計算參加反應的氮氣的物質的量，再根據轉化率定義計算氮氣的轉化率．
（2）相同條件下達到平衡時，混合物中各組分的物質的量與（1）中平衡相同，說明兩平衡為完全等效平衡，（1）中轉化率比（2）中的高，參加反應的氮氣的物質的量較（2）多．
（3）溫度恒定體積恒定，該反應前后氣體的物質的量發生變化，故按化學計量數轉化到左邊滿足n（N₂）=2mol、n（H₂）=4mol即可．
解答：解：（1）達到平衡時，放出熱量46.2kJ，所以參加反應的氮氣的物質的量為=0.5mol，所以氮氣的轉化率為×100%=25%．
故答案為：25%．
（2）相同條件下達到平衡時，混合物中各組分的物質的量與（1）中平衡相同，說明兩平衡為完全等效平衡，平衡時氨氣的物質的量相同，由于（2）中起始含有cmol NH₃，故（2）中反應生成的氨氣比（1）少，（1）中參加反應的氮氣的物質的量較（2）多，所以放出的熱量（1）＞（2）．
故答案為：＞．
（3）溫度恒定體積恒定，該反應前后氣體的物質的量發生變化，故按化學計量數轉化到左邊滿足n（N₂）=2mol、n（H₂）=4mol即可，故a+c=2，b+c=4．
故答案為：a+c=2，b+c=4．
點評：考查反應熱的有關計算、化學平衡計算、等效平衡等，難度中等，注意等效平衡規律的理解掌握．