Question

【題目】合成氨對工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防都有重要意義。 已知：N2(g)+3 H2(g)2NH3(g) △H= -92.4kJ/mol，請回答：

（1）合成氨工業(yè)中采取的下列措施可以用平衡移動原理解釋的是________（填字母）。

a. 用鐵觸媒加快化學(xué)反應(yīng)速率

b. 采用較高壓強（20MPa~50MPa）

c. 采用較高溫度（500℃左右）

d. 將生成的氨液化并及時從體系中分離出來

（2）一定溫度下，在密閉容器中充入1mol N2和3mol H2并發(fā)生反應(yīng)。

①若容器容積恒定，達(dá)到平衡時，N2的轉(zhuǎn)化率α1 =25%，此時，反應(yīng)放熱______kJ，容器內(nèi)氣體壓強與開始時氣體壓強之比是________。

②若容器壓強恒定，則達(dá)到平衡時，容器中N2的轉(zhuǎn)化率α2______α1（填“>”“<”或“=”）。

（3）隨著對合成氨研究的發(fā)展，希臘科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞）為介質(zhì)，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極，實現(xiàn)了常壓、570℃條件下高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨（裝置如圖）。鈀電極A為_________極（填“陰”或“陽”），該極上的電極反應(yīng)式是_______。

Answer 1

【答案】bd23.17:8＞陰

【解析】

（1）a．用鐵作催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率，催化劑不能使平衡移動，使用催化劑是為了加快化學(xué)反應(yīng)速率，用勒夏特列原理無法解釋；b．采用較高壓強（20Mpa-50MPa），合成氨是氣體體積減小的反應(yīng)，加壓至20～50MPa，有利于化學(xué)平衡正向移動，有利于氨的合成，可用勒夏特列原理解釋；c．加熱到500℃合成氨是放熱反應(yīng)，升溫會使平衡逆向移動，降低轉(zhuǎn)化率，升溫的目的是為了保證催化劑的催化活性，加快化學(xué)反應(yīng)速率，不能用勒夏特列原理解釋；d．將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，將氨及時液化分離，利于化學(xué)平衡正向移動，有利于氨的合成，可用勒夏特列原理解釋；故答案為：bd；

（2）①因N2的轉(zhuǎn)化率為25%，放出的熱量為:1mol×0.25×92.4kJ/mol=23.1KJ，在恒溫恒容條件下，容器內(nèi)氣體壓強與開始時氣體壓強之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，平衡時容器中氣體的物質(zhì)的量為：4mol-1mol×0.25×2=3.5mol，則容器內(nèi)氣體壓強與開始時氣體壓強之比為:3.5mol:4mol=7:8；故答案為：23.1、7:8；②在恒容條件下，可逆反應(yīng)在建立平衡的過程中，容器中的氣體分子數(shù)目減少，則容器內(nèi)的壓強減小，故在恒壓條件下容器內(nèi)的壓強比恒容條件下大，由于該反應(yīng)正反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng)，故在恒壓條件下有利于反應(yīng)的正向進(jìn)行，氮氣的轉(zhuǎn)化率更大，故答案為：＞；

（3）由圖示可知鈀電極A上氮氣被還原為氨，發(fā)生還原反應(yīng)，是電解池的陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：N2+6e-+6H+═2NH3，故答案為：陰；N2+6e-+6H+═2NH3。