Question

向一定压强的仪器中充入4LN₂和H₂的混合气体，反应后恢复到原温度，体积变为3.4L，容器内气体对相同条件下H₂的相对密度为5．
（1）反应达到平衡时V（NH₃）=

 

L，反应前V（N₂）：V（H₂）=

 

，N₂的转化率为

 

．
（2）向平衡后的容器中再充入0.2molNH₃，再达到平衡，测得吸收了6.44kJ的热量．
①从开始到重新平衡，混合气体对H₂的相对密度变化为

 

；
A、先增大后变小 B、先减小后增大C、一直减小D、一直不变
②写出合成氨的热化学方程式：

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：

分析：（1）根据三段式列出起始、变化、平衡的量，根据平均相对分子质量的公式计算，进而求得体积比、平衡体积和转化率；
（2）①再加入0.2m0l氨气由于氨气摩尔质量为17，大于10，故混合气体摩尔质量增大，则混合气体密度增大，反应过程中，平衡逆向移动，向体积增大方向移动，故混合气体密度减小，平衡时由于与原平衡等效，所以混合气体密度和原平衡相等；
②从（1）计算可知，氮气的转化率为30%，则氨气分解率为70%，故0.2mol×70%氨气分解吸收6.44kJ热量，则2mol氨气分解吸收热量为：

6.44KJ

0.14mol

=92kJ，则生成2mol氨气放出92kJ热量，据此写出热化学方程式．

解答： 解：（1）设起始时氮气的体积为x，氢气的体积为4-x，
     3H₂ +N₂ ?2NH₃，体积变化
     3       1       2       2
起始 4-x     x       0       0
变化 0.9     0.3    0.6      4-3.4=0.6      
平衡 4-x-0.9 x-0.3  0.6       0.6
容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5，则相对分子质量为5×2=10，

3.1-x

3.4

×2+

x-0.3

3.4

+

0.6

3.4

=10，解得x=1
反应前混合气体中V（N₂）：V（H₂）=x：（4-x）=1：（4-1）=1：3；
平衡后氨气体积为：0.6L，氮气的转化率为：

0.3L

1L

×100%=30%，
故答案为：0.6；1：3；30%；
（2）①再加入0.2m0l氨气由于氨气摩尔质量为17，大于10，故混合气体摩尔质量增大，则混合气体密度增大，反应过程中，平衡逆向移动，向体积增大方向移动，故混合气体密度减小，平衡时由于与原平衡等效，所以混合气体密度和原平衡相等，从开始到重新平衡，混合气体对H₂的相对密度变化先增大后变小；
故答案为：A；
②从（1）计算可知，氮气的转化率为30%，则氨气分解率为70%，故0.2mol×70%氨气分解吸收6.44kJ热量，则2mol氨气分解吸收热量为：

6.44KJ

0.14mol

=92kJ，则生成2mol氨气放出92kJ热量，则氢气和氮气合成氨气的热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92KJ/mol，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92KJ/mol．

点评：本题考查了化学平衡的有关计算，热化学方程式的书写，影响化学平衡因素的分析应用等，难度中等．注意热化学方程式的计算应用．