Question

一定温度下在一个容积不变的容器中，发生如下反应：

N₂（g）+3H₂(g)2NH₃（g）;ΔH=-92.2 kJ·mol^-1

（1）向该容器中通入1 mol N₂，4 mol H₂，平衡时气体压强为起始时的80%。则放出的热量为____________kJ。

（2）保持相同温度，若向该容器中加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，如果a、b、c满足一定的关系时，达平衡时H₂、N₂、NH₃的物质的量与（1）平衡时完全相同。

则：①达到平衡时，（1）与（2）放出的热量__________（填序号）。

A.一定相等               B .前者一定小                C.前者大于或等于后者

②a、b、c必须满足的关系是（一个用a、c表示，另一个用b、c表示）________，________。

③欲使起始时反应向正反应方向进行，a的取值范围是：________。

Answer 1

（1）46.1  （2）①C  ②a+=1  b+=4  ③0.5＜a≤1

解析：(1)根据气态方程pV=nRT，上述反应达平衡后，T、V恒定，n与p成正比，依据反应可得：

   N₂（g）+3H₂(g)2NH₃(g); ΔH=-92.2 kJ   n(减少)

   1 mol    3 mol              2 mol       -92.2 kJ         2 mol

0.5 mol   1.5 mol            1 mol       -46.1 kJ     (1+4)mol×(1-80%)=1 mol

即反应后放出的热量为46.1 kJ。

（2）在恒温恒容条件下，改变起始时加入物质的物质的量，只要通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。因此与（1）平衡完全相同时，a、b、c必须满足a+=1，b+c=4，发生变化的N₂和H₂的物质的量一定不会大于反应（1），因此反应放出的热量也一定不会大于46.1 kJ。因平衡时N₂的物质的量为0.5 mol，欲使起始时反应正向进行，则a的取值范围是0.5＜a≤1。