Question

在一容积为2L的密闭容器中，充入4mol氮气和12mol氢气，使其在一定条件下发生反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3

在一容积为2L的密闭容器中，充入4mol氮气和12mol氢气，使其在一定条件下发生反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），2min末测得NH3为0.8mol，则：（1）以N2的浓度变化表示该反应在2min内的平均反应速率为______；（2）H2在2min末的体积分数为______（保留两位有效数字）；（3）2min末N2的转化率为______；（4）已知在25℃，101kPa下，拆开1mol N2中的化学键需消耗946kJ的能量，拆开1mol H2中的H-H键要消耗436kJ的能量，而形成1mol N-H键会放出391kJ的能量．试通过以上数据计算当反应掉1molN2和3molH2生成2molNH3时会______（填“放出”或“吸收”）______热量；（5）若将1mol N2和3molH2置于绝热密闭容器中，并在上述条件下反应，发现热量实测值（恢复到25℃，101kPa）远小于上述计算值，你认为最可能的原因是．

Answer 1

利用三段式
                  N₂ +3H₂?2NH₃
起始量（mol/L）    2      6             0   
变化量（mol/L）   0.2    0.6           0.4  
2min量（mol/L）  1.8     5.4           0.4   
（1）以N₂的浓度变化表示该反应2min内的平均反应速率为

0.2mol/L

2min

=0.1mol/（L?min），故答案为：0.1mol/（L?min）；

（2）H₂在2min末的体积分数为

5.4

1.8 +5.4+0.4

×100%=71%，故答案为：71%；
（3）2min末N₂的转化率为

0.2

2

×100%=10%，故答案为：10%；
（4）根据反应  N₂ +3H₂?2NH₃可知，1mol N₂和3molH₂完全反应的热量变化=反应物键能之和-生成物键能之和=946kJ+436kJ×3-391kJ×6=-92kJ，故该反应的△H=-92kJ/mol，故该反应为放热反应，故答案为：放出；92kJ；
（5）若将1mol N₂和3molH₂置于绝热密闭容器中，并在上述条件下反应，由于反应 N₂ +3H₂?2NH₃为可逆反应，即反应不能完全进行，也就是说1mol N₂和3molH₂未完全反应，所以产生的热量要远小于上述计算值，故答案为：反应 N₂ +3H₂?2NH₃为可逆反应，1mol N₂和3molH₂不能完全转化成2molNH₃；