Question

在一定温度下，向容积不变的容器中加入2mol N₂、8mol H₂及固体催化剂，使之反应．已知：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）；△H=-92.2kJ•mol^-1．平衡时，容器内气体压强为起始时的80%．
（1）反应达到平衡时，放出的热量______．
A．小于92.2kJ              B．等于92.2kJ             C．大于92.2kJ
（2）保持同一温度，在相同的容器中，若起始时加入2mol NH₃、1mol H₂及固体催化剂，反应达到平衡时NH₃的体积分数______．
A．等于0.25                B．大于0.25                C．小于0.25
（3）保持同一温度，在相同的容器中，起始通入一定物质的量N₂、H₂、NH₃，欲使平衡时NH₃的体积分数一定等于0.25．且起始时向正反应方向进行，则充入N₂的物质的量a（mol）的取值范围是______．
（4）右图是T₁℃时容器中NH₃的物质的量随时间的变化曲线，请在该图中补画出该反应在T₂℃（T₂＞T₁）时n（NH₃）的变化曲线______．

Answer

（1）根据反应：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），利用三段式计算；
（2）将氨气按反应转化为反应物，则相当于起始量为1molN2和4molH2，相当于上述起始量的一半，从压强对平衡的影响角度分析；
（3）从等效平衡的角度分析，注意反应向正反应方向进行的条件；
（4）由于T2＞T1，平衡向逆反应方向移动，平衡时NH3的百分含量减小，但温度升高，速率增大，以此判断．
【解析】
（1）利用三段式计算：
        N2（g）+3H2（g）2NH3（g）
起始：2mol      8mol             0
转化：x         3x               2x
平衡：2-x       8-3x              2x
根据压强之比等于物质的量之比，则有：（2-x+6-3x+2x）÷（2+8）=0.8，解之得x=1，
则NH3的物质的量为2mol，则NH3的体积分数为=25%，
由热化学反应方程式可知此时反应的氮气为1mol，所以放出的热量等于92.2kJ，
故答案为：B；
（2）将氨气按反应转化为反应物，则相当于起始量为1molN2和4molH2，相当于上述起始量的一半，则压强是原来的一半，压强减小，平衡向逆反应方向移动，NH3的百分含量减小，即小于25%，故答案为：C；
（3）达平衡时，N2、H2、NH3的量分别为1molN2、5molH2、2molNH3，要使反应向正反应方向进行，则起始的N2的量应大于1mol，由于是恒温恒容体积不相等反应的等效平衡，经转化后，所有对应量要相等，故N2的投入量不能超过2mol，即1mol＜a＜2mol，故答案为：1mol＜a＜2mol；
（4）由于T2＞T1，平衡向逆反应方向移动，平衡时NH3的百分含量减小，但温度升高，速率增大，达到平衡的时间缩短，故图象为，故答案为：．