Question

在一容积为2L的密闭容器中，充入4mol氮气和12mol氢气，使其在一定条件下发生反应：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)，2min末测得NH₃为0.8mol，则：
（1）以N₂的浓度变化表示该反应在2min内的平均反应速率为               ；  
（2）H₂在2min末的体积分数为                 （保留两位有效数字）；
（3）2min末N₂的转化率为                  ；
（4）已知在25℃，101kPa下，拆开1mol N₂中的化学键需消耗946kJ的能量，拆开1mol H₂中的H—H键要消耗436kJ的能量，而形成1mol N—H键会放出391kJ的能量。试通过以上数据计算当反应掉1molN₂和3molH₂生成2molNH₃时会           （填“放出”或“吸收”）            热量；
（5）若将1mol N₂和3molH₂置于绝热密闭容器中，并在上述条件下反应，发现热量实测值（恢复到25℃，101kPa）远小于上述计算值，你认为最可能的原因是                                                      。

Answer 1

（每空1分，共6分，无单位或单位写错不得分）
（1）0.1 mol/(L?min)
（2）71%
（3）10%
（4）放出 ； 92kJ
（5）反应N₂+3H₂ 2NH₃是可逆反应，1mol N₂和3molH₂不能完全转化成2 molNH₃。

试题分析：      N₂(g)+3H₂(g)   2NH₃(g)
开始的物质的量   4mol   12mol     0mol
反应的物质的量   0.4mol  1.2mol   0.8mol
2min末物质的量  3.6mol   10.8mol  0.8mol
（1）v(N₂)=△c(N₂)÷t=△n(N₂) ÷V÷t=0.4mol÷2L÷2min=0.1mol/(L·min) 
（2）H₂在2min末的体积分数为10.8mol÷(3.6mol+10.8mol+0.8mol)×100%=71%。
（3）2min末N₂的转化率为0.4mol÷4mol×100%=10%。
（4）△H=391kJ×2-946kJ+436kJ×3=-1472。故当反应掉1molN₂和3molH₂生成2molNH₃时会放出热量。
（5）反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物。
点评：本题较难，考查化学平衡中等效平衡的计算，明确温度与压强不变时，起始反应物的量成正比则平衡等效是解答本题的关键。