Question

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．請(qǐng)回答下列問題：
（1）I：業(yè)合成氨氣需要的反應(yīng)條件非常高且產(chǎn)量低，而一些科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺）實(shí)現(xiàn)氨的電化學(xué)合成，從而大大提高了氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率．電化學(xué)合成氨過程的總反應(yīng)式為：N₂+3H₂═2NH₃則在電化學(xué)合成氨的過程中，陰極反應(yīng)式為

 

．
（2）在一定條件下，將l mol N₂與3mol H₂混合于一個(gè)10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，如圖所示A點(diǎn)混合氣體中氨f與25%，試回答：
①在A點(diǎn)所處的狀態(tài)中，N₂的轉(zhuǎn)化率為

 

：
②圖中在狀態(tài)A時(shí)，平衡常數(shù)為K_A，則K_A=

 

（填寫代入數(shù)值的表達(dá)式，不要求算出具體數(shù)值）：當(dāng)溫度由T_l變化到T₂時(shí)，K_A=

 

K_B（填“＞”“＜”或“=”）．
③在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度如下表：

	c（N2）	c（H2）	c（H2）
0	0.6	1.8	0
3	0.52	x	0.16
6	0.36	1.08	0.48
9	0.36	1.08	0.48

反應(yīng)從0min到3min之間，H2的反應(yīng)速率為

 

；反應(yīng)在3min時(shí)，條件發(fā)生了改變，改變的條件可能是

 

（填序號(hào)）．
a．使用催化劑    b．降低溫度    c．增加．H₂的濃度．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)題目信息以及電解池的陰極發(fā)生得電子發(fā)生還原反應(yīng)來回答；
（2）①根據(jù)三行式計(jì)算轉(zhuǎn)化率；
②根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫以及溫度和反應(yīng)平衡常數(shù)之間的關(guān)系來回答；
③根據(jù)v=

△c

△t

來計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率，根據(jù)外界條件對(duì)平衡的移動(dòng)影響來回答．

解答： 解：（1）陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃，故答案為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃，故答案為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；
（2）①將l mol N₂與3mol H₂混合于一個(gè)10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，A點(diǎn)混合氣體中氨的百分含量是25%，設(shè)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率是x，則
            N₂+3H₂═2NH₃
  初始濃度：0.1 0.3   0
  變化濃度：x  3x    2x
  末態(tài)濃度：0.1-x 0.3-3x 2x
則

2x

0.1-x+0.3-3x+2x

×100%=25%，解得x=0.04mol/L，所以氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率是

0.04mol/L

0.1mol/L

×100%=40%，故答案為：40%．
②圖中在狀態(tài)A時(shí)，平衡常數(shù)為K_A，則K_A=

c(NH3)2

c(N2)?c(H2)3

=

0.082

0.06×0.183

，該反應(yīng)是放熱的，溫度越高K越小，所以K_A＞K_B，故答案為：

0.082

0.06×0.183

；＞；
③反應(yīng)從0min到3min之間，N₂的反應(yīng)速率為v=

0.6-0.52

3

=

0.08

3

mol/（L?min），不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，故H₂的反應(yīng)速率為0.08（mol/L?min），反應(yīng)在3min時(shí)，條件發(fā)生了改變，化學(xué)反應(yīng)速率加快，但是平衡沒變，所以改變的條件可能是加入催化劑，故答案為：a．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查學(xué)生有關(guān)電化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的有關(guān)計(jì)算等知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，難度大．