Question

9．恒溫下，將amolN₂與bmolH₂的混合氣體通入一個(gè)體積可變的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol．
（1）若反應(yīng)進(jìn)行到某時(shí)刻t時(shí)，n（N₂）=1.3mol，n（NH₃）=0.6mol，求a的值．
（2）反應(yīng)平衡時(shí)，混合氣體的體積為71.68L（標(biāo)況下），其中NH₃的體積分?jǐn)?shù)為25%，求達(dá)到平衡時(shí)，N₂和H₂的轉(zhuǎn)化率之比．
（3）計(jì)算反應(yīng)從開始至平衡時(shí)放出的熱量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)生成氨氣的物質(zhì)的量，利用物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，t時(shí)刻時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量與參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量之和為a的值；
（2）根據(jù)平衡時(shí)氨氣的物質(zhì)的量，利用物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算參加反應(yīng)的氮?dú)�、氫氣的物質(zhì)的量，再利用轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算氮?dú)�、氫氣的轉(zhuǎn)化率；
（3）計(jì)算氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算．

解答 解：（1）N₂（g）+3H₂（g）?2 NH₃（g）
           始：a mol      b mol           0
         變_t：x mol      3x mol         2x mol
         末_t：（a-x） mol   （b-3x） mol     2x mol
由題意可得：a-x=1.3 mol  且  2x=0.6 mol，
解得：a=1.6，
答：a=6；
（2）N₂（g）+3 H₂（g）?2 NH₃（g）
    始：1.6mol        b mol            0
   變_平：y mol       3y mol          2y mol
末_平：（1.6-y） mol   （b-3y） mol      2y mol
由題意可得：22.4mol/L×（1.6-y+b-3y+2y）mol=71.68L，且 22.4mol/L×2y mol=71.68L×25%，
解得：y=0.4；b=2.4，
α（N₂）：α（H₂）=$\frac{0.4}{1.6}$：$\frac{1.2}{2.4}$=1：2，
答：達(dá)到平衡時(shí)，N₂和H₂的轉(zhuǎn)化率之比為1：2；
（3）反應(yīng)放出熱量Q=92.4 kJ/mol×0.4mol=36.96 kJ，
答：反應(yīng)從開始至平衡時(shí)放出的熱量為36.96 kJ．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，難度不大，計(jì)算確定氮?dú)�、氫氣起始物質(zhì)的量是解題的關(guān)鍵．