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

问题描述:

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______.

(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

2x
(2−x+8−3x+2x)
× 100%=
2
8
×100%=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:
答案解析:(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.
考试点:化学平衡移动原理;化学反应的可逆性.
知识点:本题考查化学平衡移动问题,题目难度较大,注意(1)(2)为易错点,注意化学平衡计算的方法,特别是(2)注意从等效平衡的角度分析、