Question

(共8分)在恒温恒容的密闭容器中通入1mol N₂和Xmol H₂发生如下反应：N₂＋3H₂2NH₃。达到平衡后，测得反应放出的热量为18.4kJ，混合气体的物质的量为3.6mol，容器内的压强变为原来的90%。

(1)起始时充入H₂的物质的量为               mol，氢气的转化率为                  ；

(2)该反应的热化学方程式为                                    ；

(3)若起始时加入N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为a、b、c，达到平衡时各组分物质的量与上述平衡相同。若维持反应向正方向进行，则起始时c的取值范围是                   。

Answer

(1)3      20%

 (2)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)       ΔH＝－92.0kJ/mol       (3)  0 mol≤c＜0.4mol

【解析】（1）因为压强之比是物质的量之比，所以反应前气体的物质的量是3.6mol÷0.9＝4.0mol，因此氢气的物质的量是4mol－1mol＝3mol。设消耗氮气的物质的量是amol，则消耗氢气是3amol，生成氨气是2amol，因此有1.0mol－amol＋3.0mol－3amol＋2amol＝3.6mol，解得a＝0.2mol，所以氢气的转化率是。

（2）由（1）可知消耗0.2mol氮气，放出的热量是18.4kJ，因此消耗1mol氮气放出的热量就是18.4kJ×5＝92.0kJ，所以热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)       ΔH＝－92.0kJ/mol。

（3）根据（1）可知，平衡时生成氨气是0.4mol，所以要使反应向正方向进行，则起始时c的取值范围是0 mol≤c＜0.4mol。