Question

在恒温恒容的密闭容器中通入1 mol N₂和X mol H₂发生如下反应：N₂+3H₂2NH₃。达到平衡后，测得反应放出的热量为18.4 kJ，混合气体的物质的量为3.6 mol，容器内的压强变为原来的90%。

(1)起始时充入H₂物质的量为_______________mol。

(2)该反应的热化学方程式为____________________。

(3)若起始时加入N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为a、b、c，达到平衡时各组分物质的量与上述平衡相同。

①若维持反应向正方向进行，则起始时c的取值范围是______________________________。

②若c=2 mol，在相同条件下达到平衡时，该反应吸收的热量为_______________kJ。

Answer 1

(1)3

(2) N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；ΔH=-92 kJ·mol^-1

(3)①0 mol≤c＜0.4 mol

②73.6

解析：反应后的物质的量为3.6 mol，因压强为原来的90％，故原气体的物质的量为4 mol.应加入H₂3 mol.

气体的物质的量由4 mol减少到平衡时的3.6 mol，由差量法求得产生0.4 mol NH₃，由此推知产生2 mol NH₃放出热量92 kJ.

此为恒容条件下反应前后化学计量数不等的平衡问题，应采用归边相等的方法来分析：

因达到平衡时c为0.4 mol，若要反应向正方向进行，c应小于0.4，故0≤c＜0.4.

若c=2 mol，a=0，b=0，反应逆向进行达到平衡时亦剩余0.4 mol，反应掉1.6 mol，故放热×92 kJ·mol^-1÷2＝73.6 kJ.