Question

【題目】目前工業(yè)合成氨的原理是N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＝-93.0kJ·mol-1

（1）已知一定條件下：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g) △H＝+l 530.0kJ·mol一1。則氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為___。

（2）如圖，在恒溫恒容裝置中進(jìn)行合成氨反應(yīng)。

①表示N2濃度變化的曲線(xiàn)是____。

②前25min內(nèi)，用H2濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是____。

③在25min末剛好平衡，則平衡常數(shù)K＝____。

（3）在恒溫恒壓裝置中進(jìn)行工業(yè)合成氨反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是___。

A．氣體體積不再變化，則已平衡

B．氣體密度不再變化，尚未平衡

C．平衡后，往裝置中通入一定量Ar，壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)

D．平衡后，壓縮容器，生成更多NH3

（4）電廠煙氣脫氮的主反應(yīng)①：4NH3(g)＋6NO(l)5N2(g)＋6H2O(g) △H＜0，副反應(yīng)②：2NH3(g)＋8NO(g)5N2O(g)＋3H2O(g)△H＞0。平衡混合氣中N2與N2O含量與溫度的關(guān)系如圖。

請(qǐng)回答：在400～600K時(shí)，平衡混合氣中N2含量隨溫度的變化規(guī)律是___，導(dǎo)致這種規(guī)律的原因是___(任答合理的一條原因)。

（5）直接供氨式燃料電池是以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，電池反應(yīng)為4NH3（g）+3O2＝2N2+6H2O。則負(fù)極電極反應(yīng)式為___。

Answer 1

【答案】1/2O2(g)＋H2(g)＝H2O(l) △H＝-286kJ/mol C 0.12mol·L-1·min-1 L2·mol-2 AD 隨溫度升高，N2的含量降低， 主反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫使主反應(yīng)的平衡左移(或副反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫使副反應(yīng)的平衡右移，降低了NH3和NO的濃度，使主反應(yīng)的平衡左移) 2NH3+6OH--6e-＝N2+6H2O

【解析】

（1）已知①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＝-93.0kJ·mol-1，②2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g) △H＝+l 530.0kJ·mol一1，利用蓋斯定律可得氫氣燃燒熱的能量大小為＝-286kJ/mol，可得1/2O2(g)＋H2(g)＝H2O(l) △H＝-286kJ/mol。

（2）①圖象中氮?dú)獾臐舛鹊臏p少是氫氣減少的，是氨氣變化量的，所以C為氮?dú)獾臐舛茸兓�曲線(xiàn)。

②圖象中氮?dú)獾臐舛鹊臏p少是氫氣減少的，A為氫氣的濃度變化曲線(xiàn)。。

③當(dāng)?shù)?/span>25min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，

（3）A．合成氨反應(yīng)前后氣體體積不同，當(dāng)體積不變時(shí)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故A正確；

B.氣體質(zhì)量不變，由于反應(yīng)前后氣體體積不同，恒壓容器氣體體積可變，化學(xué)平衡移動(dòng)時(shí)，密度隨之變化，當(dāng)密度不變時(shí)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C．充入Ar，容器壓強(qiáng)不變，則N2、H2、和NH3濃度降低，反應(yīng)物濃度降低大，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；

D．平衡時(shí)，壓縮體積，壓強(qiáng)增大，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NH3濃度增大，故D正確；

故答案為：AD

（4）根據(jù)圖象可知，在400K～600K時(shí)，平衡混合氣中N2含量隨溫度的升高逐漸降低；這是由于主反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫使主反應(yīng)的平衡左移或者副反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫使副反應(yīng)的平衡右移，降低了NH3和NO濃度，使主反應(yīng)的平衡左移

（5）原電池負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以該燃料電池中負(fù)極氨氣失去電子生成氮?dú)�，電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-＝N2+6H2O。