题目内容
合成氨反应是一个可逆反应：N2（g）+H2（g）?2NH3（g），在298K时，△H=-92.2kJ?mol-1，△S=-198.2J?K-1?mol-1，K=6.6×105Pa-2（用各气体的分压表示的平衡常数）．忽略温度对△H和△S的影响，298K、1.01×105kPa下，在恒压的密闭容器中充入10mol氮气、30mol氢气和20mol氨气，开始的瞬间，反应向 方向进行，反应一段时间后体系能量的变化为 （填“吸收”或“放出”）184.4kJ，容器的体积变为原来的 倍，t min时反应物（若反应正向进行，则反应物为氮气；若反应逆向进行，则反应物为氨气）转化率为 ．
考点：化学平衡的影响因素,化学平衡的计算
专题：化学平衡专题
分析：气体的分压之比等于物质的量之比，根据反应方程式计算出分压之商，然后与平衡常数比较，从而可判断平衡移动方向；根据移动方向判断反应中能量变化；根据反应后气体的总物质的量计算此时容器容积之比；根据反应消耗的氮气的物质的量及反应前氮气的总物质的量计算出氮气的转化率．
解答：
解：气体的分压与气体的物质的量成正比，则反应刚开始时，生成物与反应物的分压商为：Q=
=
＜K，所以反应向正向进行；
由于该反应的焓变△H＜0，反应一段时间后体系能量的变化为放出184.4kJ；
根据题干信息可知，每放出92.2kJ能量需要反应掉1mol的N2，所以放出184.4kJ热量消耗的氮气的物质的量为：
=2mol，
此时反应体系中N2剩余的物质的量为：10mol-2mol=8mol，H2剩余物质的量为：30mol-2mol×3=24mol，生成的NH3的物质的量为4mol，
则tmin时气体的总物质的量为：8mol+24mol+24mol=56mol，
所以tmin后的容器体积变为原来的：
=
；
氮气的转化率为：
×100%=20%，
故答案为：正反应；放出；
；20%．
| 202 |
| 101×303 |
| 4 |
| 2700 |
由于该反应的焓变△H＜0，反应一段时间后体系能量的变化为放出184.4kJ；
根据题干信息可知，每放出92.2kJ能量需要反应掉1mol的N2，所以放出184.4kJ热量消耗的氮气的物质的量为：
| 184.4kJ |
| 92.2kJ/mol |
此时反应体系中N2剩余的物质的量为：10mol-2mol=8mol，H2剩余物质的量为：30mol-2mol×3=24mol，生成的NH3的物质的量为4mol，
则tmin时气体的总物质的量为：8mol+24mol+24mol=56mol，
所以tmin后的容器体积变为原来的：
| 56mol |
| 60mol |
| 14 |
| 15 |
氮气的转化率为：
| 2mol |
| 10mol |
故答案为：正反应；放出；
| 14 |
| 15 |
点评：本题考查了化学反应与能量变化、化学平衡的影响因素、化学平衡常数的计算，题目难度中等，注意掌握化学平衡及其影响因素，明确化学平衡常数的含义及计算方法，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．
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