Question

19．25℃時，合成氨反應的熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
①在該溫度時，取l mol N₂和3mol H₂放在密閉容器中，在催化劑存在下進行反應，測得反應放出的熱量總是小于92.4kJ．（填“小于”，“大于”或“等于”）
②一定條件下，上述可逆反應在體積固定的密閉容器中進行，下列敘述能說明反應已達到平衡的是A．
A．NH₃生成的速率與NH₃分解的速率相等   B．混合氣體的反應速率$\frac{2}{3}$v_正（NH₃）=v_逆（H₂）
C．容器內的密度不再變化              D．單位時間內消耗a mol N₂，同時生成2a mol NH₃．

Answer 1

分析 ①熱化學方程式N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.4kJ•mol^-1的含義是：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，據此分析；
②根據化學平衡狀態的特征解答，當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態．

解答 解：①熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol表示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；
②A．NH₃生成的速率與NH₃分解的速率相等，正逆反應速率相等，達平衡狀態，故正確；   
B．化學平衡時混合氣體的反應速應有：v_正（NH₃）=$\frac{2}{3}$v_逆（H₂），故錯誤；
C．容器內的密度一直不再變化隨時間的變化而變化，故錯誤；             
D．單位時間內消耗a mol N₂，同時生成2a mol NH₃，都體現的正反應方向，故錯誤；
故選A．

點評 本題考查了反應熱計算、化學平衡狀態的判斷，應注意熱化學方程式的含義和反應的可逆性，難度不大．