题目

题型：不详难度：来源：

合成氨工业用氢和氮在催化剂作用下直接合成，下表表示在一定温度和压强作用下达到动态平稳时氨的含量。
达到平稳时混合气体中氨的含量（体积百分比）（氮气和氢气的体积比是1：3）

氨含量      P(大气压) t(℃)	100	200	300	600	1000
200	81.5	86.4	89.9	95.4	98.8
300	52.0	64.2	71.0	84.2	92.6
400	25.1	38.2	47.0	65.2	79.8
500	10.6	19.1	26.4	42.2	57.5

右图是一透热性能很好的坚固容器，活塞C可左右移动。其总体积为44.8L，现将400℃、300大气压的氢气33.6L和400℃、
300大气压的氮气11.2L充入容器中，当两者反应达到动态平稳
时，若保持混合气体的温度和压强仍为400℃和300大气压，求：
(1)容器是向外界放热，还是吸热？为什么？
（2）试计算充入容器中氮气质量是多少克？
（3）活塞C要向左侧移动的距离与容器全长之比是多少？

答案

(1)该反应是放热反应，若保持反应时温度不变，容器必须向外界放热.
(2) 1.7×10³g
(3)活塞C向左移动距离与活塞全长之比为=0.24

解析

(1)由表中查出在400^oC、300大气压条件下氢、氮混合达到动态平衡时的氨的含量为47%。
氢和氮反应方程如下
N₂+3H₂ 2NH₃+92.4kJ
该反应是放热反应，若保持反应时温度不变，容器必须向外界放热.
(2)因为
所以V₀==1363L，则
m=×28=1.7×10³g
(3)动态平衡时氢和氮的含量均为53%,其总体积为V"=(33.6+11.2)×0.53=23.74L
反应后生成氨的体积为
V"=(33.6+11.2)×0.47÷2=10.53L
则反应后总体积为
V=V"+V"=34.72L
活塞C向左移动距离与活塞全长之比为=0.24