Question

（2010?南京二模）（1）在一定條件下，將1mol N₂與3mol H₂混合于一個(gè)10L密閉容器中，反應(yīng)在不同溫度下達(dá)到平穩(wěn)時(shí)NH₃的濃度如圖1所示．其中，溫度為T₁時(shí)平穩(wěn)混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為25%．

①當(dāng)溫度由T₁變化到T₂時(shí)，平穩(wěn)常數(shù)K_A

＞

K_B（填“＞”、“＜”或“=”）
②T₁溫度達(dá)到平衡時(shí)N₂的轉(zhuǎn)化率為

40%

．
（2）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道，在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑（摻有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面與水發(fā)生下列反應(yīng)：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）此反應(yīng)的△S

＞

0（填“＞”、“＜”或“=”）△H

+1530kJ/mol

．
（已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△=-92.44kJ/mol2H₂（g）+O₂（g）?2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol）
（3）科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（可傳遞H⁺），實(shí)現(xiàn)了低溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學(xué)合成氨，其實(shí)驗(yàn)原理如圖2所示，則陰極的電極反應(yīng)式為

N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃

．

Answer 1

分析：（1）①由圖可知，溫度越高，平衡時(shí)NH₃的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，平衡常數(shù)減小；
②令參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為nmol，利用三段式用n表示處于平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，根據(jù)氨氣的體積分?jǐn)?shù)列方程計(jì)算n的值，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算；
（2）正反應(yīng)氣體的物質(zhì)的量增大，混亂度增大；
根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，據(jù)此計(jì)算；
（3）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氮?dú)庠陉帢O上放電，與氫離子結(jié)合生成氨氣．

解答：解：（1）①由圖可知，溫度越高，平衡時(shí)NH₃的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，故平衡常數(shù)K_A＞K_B，
故答案為：＞；
②令參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為nmol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）
開始（mol）：1        3                    0
變化（mol）：n        3n                   2n
平衡（mol）：1-n      3-3n                 2n
所以

2n

(1-n)mol+(3-3n)mol+2nmol

×100%=25%，解得n=0.4，
所以氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為

0.4mol

1mol

×100%=40%，
故答案為：40%；
（2）正反應(yīng)氣體的物質(zhì)的量增大，混亂度增大，故△S＞0；
已知：①、N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△=-92.4kJ/mol
②、2H₂（g）+O₂（g）?2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，①×2-②×3得2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g），故△H=（-92.4kJ/mol）×2-3（-571.6kJ/mol）=+1530kJ/mol
故答案為：＞；+1530kJ/mol；
（3）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氮?dú)庠陉帢O上放電，與氫離子結(jié)合生成氨氣，電極反應(yīng)式為N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃，
故答案為：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、反應(yīng)熱計(jì)算、原電池等，難度中等，旨在考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與運(yùn)用，加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握理解．