Question

【題目】在恒溫、體積為1.0L的密閉容器中通入1.0 mol N2和x mol H2發(fā)生如下反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，20 min后達(dá)到平衡，測(cè)得反應(yīng)放出的熱量為18.4 kJ，混合氣體的物質(zhì)的量為1.6 mol，容器內(nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的80%。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）20 min內(nèi)，υ(N2)=____________________。

（2）該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________________________。

（3）下列敘述中能表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(填序號(hào))。

①N2體積分?jǐn)?shù)保持不變

②單位時(shí)間斷裂0.3 mol H-H鍵，同時(shí)生成0.6 mol N-H鍵

③混合氣體的密度不再改變

④2υ正(H2)=3υ逆(NH3)

⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

Answer 1

【答案】υ(N2)=0.010 mol/(L·min) N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92 kJ/mol ①④⑤

【解析】

本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、平衡標(biāo)志的判斷方法，其中化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志是常考題型，也是易錯(cuò)題。利用三段式分析計(jì)算反應(yīng)速率與化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率是常見(jiàn)的解題方法。

設(shè)平衡時(shí)氮?dú)廪D(zhuǎn)化率為a，則

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

開(kāi)始的量(mol)1.0x0

改變的量(mol)a3a2a

平衡的量(mol)1.0-ax-3a2a

= 80%，解得x=1.0，2.0-2a=1.6，解得a=0.2 = 20%。

(1)20min內(nèi)，υ(N2)= = 0.01 mol/(L·min)；

(2) 0.2mol氮?dú)鈪⑴c反應(yīng)時(shí)放出18.4kJ熱量，則1mol氮?dú)鈪⑴c反應(yīng)時(shí)的焓變?yōu)?/span> =-92kJ/mol，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) H =-92 kJ/mol；

（3）根據(jù)“變量不變達(dá)平衡”原則來(lái)進(jìn)行判斷。①反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，N2體積分?jǐn)?shù)為變量，當(dāng)其體積分?jǐn)?shù)保持不變時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；②單位時(shí)間斷裂0.3mol H- H鍵，同時(shí)生成0.6 molN-H鍵，都是指正反應(yīng)速率，無(wú)法說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)不一定達(dá)平衡，故錯(cuò)誤；③反應(yīng)在恒容條件下進(jìn)行且所有反應(yīng)物均為氣體，密度不是變量，故混合氣體的密度不再改變反應(yīng)不一定達(dá)平衡，故錯(cuò)誤；④2υ正(H2)=3υ逆(NH3)，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為變量，若其不再改變則反應(yīng)達(dá)平衡，故正確，答案選①④⑤；