合成氨工业用氢和氮在催化剂作用下直接合成，如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）10

Question

合成氨工业用氢和氮在催化剂作用下直接合成，如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）

	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

如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？合成氨工业用氢和氮在催化剂作用下直接合成，如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）

	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

如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？

	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

100200300600100020081.586.489.995.498.830052.064.271.084.292.640025.138.247.065.279.850010.619.126.442.257.51002003006001000100200300600100020081.586.489.995.498.820081.586.489.995.498.830052.064.271.084.292.630052.064.271.084.292.640025.138.247.065.279.840025.138.247.065.279.850010.619.126.442.257.550010.619.126.442.257.5

Answer 1

（1）由表中数据可知升高温度氨气的含量降低，则合成氨为放热反应，若保持混合气体的温度和压强仍为400℃和300大气压，则容器必须向外界放热，
答：容器是向外界放热，因为该反应是放热反应，若保持反应时温度不变，容器必须向外界放热；
（2）400℃和300大气压时，R=0.082，则n=(300×11.2)/(0.082×673)mol，则m=(300×11.2)/(0.082×673)mol×28g/mol=1.7×10³g，
答：充入容器中氮气质量是1.7×10³g；
（3）反应的化学方程式为N₂+3H₂=2NH₃，设生成2VLNH₃，
         N₂+3H₂=2NH₃，
起始11.2L  33.6L    0
转化 V       3V            2V
平衡 11.2-V 33.6-3V   2V
(2V)/(44.8-2V)=0.47，
2V=10.53，
则反应后的体积为44.8L-10.53L=34.27L，
活塞C向左移动距离与活塞全长之比为(44.8-34.27)/(44.8)=0.24，
答：活塞C向左移动距离与活塞全长之比为0.24． (300×11.2)/(0.082×673)300×11.20.082×673300×11.2300×11.2300×11.20.082×6730.082×6730.082×673mol，则m=(300×11.2)/(0.082×673)mol×28g/mol=1.7×10³g，
答：充入容器中氮气质量是1.7×10³g；
（3）反应的化学方程式为N₂+3H₂=2NH₃，设生成2VLNH₃，
         N₂+3H₂=2NH₃，
起始11.2L  33.6L    0
转化 V       3V            2V
平衡 11.2-V 33.6-3V   2V
(2V)/(44.8-2V)=0.47，
2V=10.53，
则反应后的体积为44.8L-10.53L=34.27L，
活塞C向左移动距离与活塞全长之比为(44.8-34.27)/(44.8)=0.24，
答：活塞C向左移动距离与活塞全长之比为0.24． (300×11.2)/(0.082×673)300×11.20.082×673300×11.2300×11.2300×11.20.082×6730.082×6730.082×673mol×28g/mol=1.7×10³3g，
答：充入容器中氮气质量是1.7×10³3g；
（3）反应的化学方程式为N₂2+3H₂2=2NH₃3，设生成2VLNH₃3，
         N₂2+3H₂2=2NH₃3，
起始11.2L  33.6L    0
转化 V       3V            2V
平衡 11.2-V 33.6-3V   2V
(2V)/(44.8-2V)=0.47，
2V=10.53，
则反应后的体积为44.8L-10.53L=34.27L，
活塞C向左移动距离与活塞全长之比为(44.8-34.27)/(44.8)=0.24，
答：活塞C向左移动距离与活塞全长之比为0.24． (2V)/(44.8-2V)2V44.8-2V2V2V2V44.8-2V44.8-2V44.8-2V=0.47，
2V=10.53，
则反应后的体积为44.8L-10.53L=34.27L，
活塞C向左移动距离与活塞全长之比为(44.8-34.27)/(44.8)=0.24，
答：活塞C向左移动距离与活塞全长之比为0.24． (44.8-34.27)/(44.8)44.8-34.2744.844.8-34.2744.8-34.2744.8-34.2744.844.844.8=0.24，
答：活塞C向左移动距离与活塞全长之比为0.24．