Question

工業上合成氨的熱反應方程式如下：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H＝－92  kJ/mol

（1）若已知破壞1mol鍵、H—H鍵鍵分別需吸收的能量為946  kJ、436  kJ，則斷開1molN—H需吸收的能量為                            kJ。

（2）在恒溫恒壓的條件下，將2mol  N₂和6molH₂通入一容積可變的容器中反應，達到平衡后氣體的體積為反應前的75%，則該過程釋放的能量為                    kJ，氮氣的轉化率為                        ，平衡后氨氣占混合氣體的體積分數為                                                  。

（3）若將1mol  N₂和1molH₂通入兩個相同體積的密閉容器甲和乙中，甲容器保持溫度和體積不變，乙容器保持溫度和壓強不變，經過一段時間后，兩容器均達到平衡狀態。

①建立平衡所需的時間：甲                乙（填“＞”,“＜”或“＝”）

②達到平衡后氨氣的體積分數：甲                乙（填“＞”,“＜”或“＝”）

 

Answer 1

【答案】

（1）  391（2）  92；50%；或33.3%      （3）①    ＞      ②    ＜

【解析】

試題分析：（1）因反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能，設N－H鍵能為  xkJ/mol，則945.6kJ/mol＋3×436  kJ/mol－6×x  kJ/mol＝－92.2kJ/mol，解得x＝391。

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

起始量（mol）          2            6                    0

轉化量（mol）          x            3x                2x

平衡量（mol）      2－x      6－3x              2x

則根據達到平衡后氣體的體積為反應前的75%可知＝0.75

解得x＝1

所以該過程釋放的能量為92kJ

氮氣的轉化率為×100%＝50%

平衡后氨氣占混合氣體的體積分數為=

（3）①根據方程式N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)可知，正方應是體積減小的可逆反應，所以如果保持容積不變，則壓強降低，這說明在反應過程中乙容器中的壓強始終大于甲容器中的壓強。壓強大，反應速率快，到達平衡的時間少，即建立平衡所需的時間：甲＞乙。

②正方應是體積減小的可逆反應，因此壓強大有利于平衡向正反應方向移動，氨氣的體積分數增大，所以達到平衡后氨氣的體積分數：甲＜乙。

考點：考查反應熱的計算、可逆反應的有關計算以及外界條件對平衡狀態和反應速率的影響