Question

9．已知298K時，合成氨反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），生成2mol NH₃放出92.4kJ熱量．
（1）在該溫度下，取1mol N₂（g）和3mol H₂（g）在體積為2L的密閉容器中充分反應，放出的熱量小于（填“等于”“大于”或“小于”）92.4kJ；原因是N₂和H₂的反應是可逆反應，1molN₂和3molH₂充分反應生成的NH₃一定小于2mol，故放出的熱量小于理論計算值
（2）如果反應5分鐘達到平衡時氣體總物質(zhì)的量為2.5mol，則這段時間內(nèi)氫氣的反應速率為0.225mol/（L•min），達平衡時氮氣的轉(zhuǎn)化率為75%．

Answer 1

分析 （1）當1mol氮氣和3mol氫氣完全反應生成2mol氨氣時，反應放熱92.4KJ；但該反應是可逆反應，取1molN₂和3molH₂放在一密閉容器中，不能完全反應生成2mol氨氣，據(jù)此分析；
（2）利用差量法計算出該段時間內(nèi)消耗氫氣的物質(zhì)的量，然后計算出氫氣的平均反應速率及轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）1mol氮氣（g）與3mol氫氣（g）生成2mol氨氣（g）反應的熱量為92.4kJ，由于該反應是可逆反應，加入1molN₂和3molH₂不可能完全反應，所以放出的熱量總是小于92.4kJ，
故答案為：小于；N₂和H₂的反應是可逆反應，1 mol N₂和3 mol H₂充分反應生成的NH₃一定小于2 mol，故放出的熱量小于理論計算值；
（2）若反應5分鐘達到平衡時氣體總物質(zhì)的量為2.5mol，則氣體總物質(zhì)的量減少了：1mol+3mol-2.5mol=1.5mol，
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△n
        3                  2
        n                 1.5mol
則n=$\frac{1.5mol×3}{2}$=2.25mol，
則5min內(nèi)用氫氣表示的平均反應速率為：v（H₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{2.25mol}{2L}}{5min}$=0.225mol/（L•min）；
達到平衡時氫氣的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{2.25mol}{3mol}$×100%=75%，
故答案為：0.225mol/（L•min）；75%．

點評 本題考查了化學平衡的計算，題目難度中等，明確可逆反應特點為解答關(guān)鍵，注意掌握差量法在化學計算中的應用，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及靈活應用能力．