Question

14．（1）298K時合成氨，每生成1摩氨氣，同時放出46.2kJ的熱量．
則該反應的熱化學方程式為：N₂（g）十3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol．
在該溫度下，取1molN₂和3molH₂放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應，測得反應放出的熱量總小于92.4kJ，其原因是合成氨反應是可逆反應，△H=-92.4kJ/mol是1molN₂ 和3molH₂完全反應放出的熱量．現在將1molN₂ 和3molH₂在此條件下反應，因其為可逆反應，必然不能完全反應，放出的熱量必小于92.4kJ．
（2）將兩種濃度都是1mol/L 的氣體X₂、Y₂在密閉容器中的反應生成Z，平衡時測得各物質的濃度是：[X₂]=0.58mol/L，[Y₂]=0.16mol/L，[Z]=0.84mol/L，則Z的分子式為XY₂．

Answer 1

分析 （1）每生成1mol氨氣，同時放出46.2kJ的熱量，生成2nol氨氣放熱標92.4KJ，注物質聚集狀態和對應反應焓變寫出熱化學方程式，N₂和H₂反應生成NH₃的反應為可逆反應，反應為：N₂+3H₂?2NH₃，可逆反應不能完全進行到底，反應物的轉化率不能達到100%，此溫度下的1molN₂和3molH₂放在一密閉容器中，不能生成2molNH₃，則反應放出的熱量小于92.0kJ；
（2）根據濃度的變化計算反應速率，再利用反應速率之比等于化學計量數之比來確定反應式；

解答 解：（1）每生成1mol氨氣，同時放出46.2kJ的熱量，生成2nol氨氣放熱標92.4KJ，注物質聚集狀態和對應反應焓變寫出熱化學方程式為：N₂（g）十3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，合成氨反應是可逆反應，△H=-92.4kJ/mol是1molN₂ 和3molH₂完全反應放出的熱量．現在將1molN₂ 和3molH₂在此條件下反應，因其為可逆反應，必然不能完全反應，放出的熱量必小于92.4kJ，
故答案為：N₂（g）十3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，該反應是可逆反應，1molN₂和3molH₂不可能完全反應，所以放出的熱量總是小于92.4kJ；
（2）X₂、Y₂濃度都是1mol•L^-1，達到平衡時c（X₂）=0.58mol•L^-1、c（Y₂）=0.16mol•L^-1、c（Z）=0.84mol•L^-1，
則X₂、Y₂、Z的反應速率之比為$\frac{1mol/L-0.58mol/L}{t}$：$\frac{1mol/L-0.16mol/L}{t}$：$\frac{0.84mol/L-0}{t}$=1：2：2，
由反應速率之比等于化學計量數之比可知，該反應式為X₂+2Y₂?2Z，依據原子守恒得到Z的化學式為XY₂；故答案為：XY₂；
故答案為：XY₂；

點評 本題考查了化學平衡計算應用主要是化學反應速率之比等于化學方程式系數之比，反應速率、平衡平衡狀態的判斷及讀圖表能力，難度中等，化學反應的可逆性，注意把握可逆反應的特征，應不能完全進行到底，反應物的轉化率不能達到100%．