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在恒溫恒容的密閉容器中通入1molN2和X molH2發(fā)生如下反應:N2+3H2?2NH3.達到平衡后,測得反應放出的熱量為18.4kJ,混合氣體的物質的量為3.6mol,容器內的壓強變?yōu)樵瓉淼?0%.
(1)起始時充入H2物質的量為
 
mol;
(2)該反應的熱化學方程式為
 
;
(3)若起始時加入N2、H2、NH3的物質的量分別為a、b、c,達到平衡時各組分物質的量與上述平衡相同.
①若維持反應向正方向進行,則起始時c的取值范圍是
 

②若c=2mol,在相同條件下達到平衡時,該反應吸收的熱量為
 
kJ.
考點:化學平衡的計算,熱化學方程式
專題:化學平衡專題
分析:恒溫恒容條件下,氣體的壓強之比等于其物質的量之比,反應達到平衡后,混合氣體的物質的量為3.6mol,容器內的壓強變?yōu)樵瓉淼?0%,則反應前混合氣體的物質的量為4mol,
(1)反應前混合氣體的物質的量為4mol,為氫氣和氮氣的物質的量之和;
(2)達到平衡后,設參加反應的氮氣的物質的量為x,
N2+3H2?2NH3    減少的物質的量
1mol           2mol
x           (4-3.6)mol
1mol:2mol=x:(4-3.6)mol
x=
1mol×(4-3.6)mol
2mol
=0.2mol,
0.2mol氮氣參加反應放出18.4kJ熱量,則1mol氮氣參加反應放出92.0kJ,據(jù)此書寫熱化學反應方程式;        
(3)若起始時加入N2、H2、NH3的物質的量分別為a、b、c,達到平衡時各組分物質的量與上述平衡相同,為等效平衡,
①若維持反應向正方向進行,開始時加入的c為0或略微小于平衡濃度;
②若c=2mol,a=b=0,該反應達到平衡狀態(tài)時,反應逆向平衡時剩余0.4mol,根據(jù)氨氣和反應熱之間的關系式計算.
解答: 解:恒溫恒容條件下,氣體的壓強之比等于其物質的量之比,反應達到平衡后,混合氣體的物質的量為3.6mol,容器內的壓強變?yōu)樵瓉淼?0%,則反應前混合氣體的物質的量為4mol,
(1)反應前混合氣體的物質的量為4mol,為氫氣和氮氣的物質的量之和,氮氣的物質的量為1mol,則氫氣的物質的量為3mol,故答案為:3;
(2)達到平衡后,設參加反應的氮氣的物質的量為x,
N2+3H2?2NH3    減少的物質的量
1mol             2mol
x              (4-3.6)mol
1mol:2mol=x:(4-3.6)mol
x=
1mol×(4-3.6)mol
2mol
=0.2mol,
0.2mol氮氣參加反應放出18.4kJ熱量,則1mol氮氣參加反應放出92.0kJ,該反應熱化學反應方程式為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.0kJ/mol,
故答案為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.0kJ/mol;
(3)若起始時加入N2、H2、NH3的物質的量分別為a、b、c,達到平衡時各組分物質的量與上述平衡相同,為等效平衡,
①若維持反應向正方向進行,開始時加入的c為0或略微小于平衡濃度,平衡時氨氣的物質的量為0.4mol,所以c的取值范圍為0≤c<0.4mol,
故答案為:0≤c<0.4mol;
②若c=2mol,a=b=0,該反應達到平衡狀態(tài)時,反應逆向平衡時剩余0.4mol,則參加反應的氨氣的物質的量為1.6mol,設吸收的熱量為y,
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) 92.0kJ
            2mol   92.0kJ
            1.6mol y
2mol:92.0kJ=1.6mol:y
y=
92.0kJ×1.6mol
2mol
=73.6kJ,
故答案為:73.6.
點評:本題考查化學平衡計算,涉及等效平衡,根據(jù)反應方程式中各個物理量之間的關系式計算,難點是(3)題中等效平衡計算,采用一邊倒的方法確定是否為等效平衡,題目難度中等.
練習冊系列答案
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催化劑
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B、0.28 mol?L-1
C、0.32 mol?L-1
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(2)A的轉化率為
 

(3)生成D的反應速率為
 

(4)如果增大反應體系的壓強,則平衡體系中C的質量分數(shù)
 
(填“增大”、“減小”、或“不變”)
(5)其它條件不變,該反應若使用催化劑,則A的轉化率
 
(填“增大”、“減小”、或“不變”)

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下列實驗操作與預期的實驗目的或結論均正確的是( �。�
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