Question

【題目】氨是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室及化工生產(chǎn)中的重要物質(zhì)，應(yīng)用廣泛。

(1)已知25℃時(shí)：N2（g）+O2（g）2NO（g）△H=+183kJ/mol，2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣571.6 kJ/mol，4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（l）△H=﹣1164.4kJ/mol，則N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=____________ ；

(2)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，起始投料時(shí)各物質(zhì)濃度如下表：

	N2	H2	NH3
投料Ⅰ	1.0mol/L	3.0mol/L	0
投料Ⅱ	1.0mol/L	2mol/L	1.0mol/L

①按投料Ⅰ進(jìn)行反應(yīng)，測得達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)為0.1，則該溫度下合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_____；

②按投料Ⅱ進(jìn)行反應(yīng)，起始時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的方向?yàn)?/span>_____________（填“正向”或“逆向”）；

③若該反應(yīng)在一恒溫、恒容密閉容器內(nèi)進(jìn)行，判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是____；

a．NH3是N2濃度的2倍b．容器中氣體的壓強(qiáng)不再改變c．2v（NH3）正=v（N2）逆d．容器中混合氣體的密度不再改變e．容器中N2、H2、NH3物質(zhì)的量之比為1:3:2f．混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變

④若升高溫度，則合成氨反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)_______（填“變大”、“變小”或“不變”）；

⑤L（L1、L2）、X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。如圖表示L一定時(shí)，合成氨反應(yīng)中H2（g）的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系；

ⅰ）X代表的物理量是_________________；

ⅱ）判斷L1、L2的大小關(guān)系，L1__________L2．（填“＞”“＜”或“=”）

⑶電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意如圖：

①電極b上發(fā)生的是____________反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）。

②寫出電極a的電極反應(yīng)式：________________________。

Answer 1

【答案】﹣92.2kJ/mol 逆向 bf 變小 溫度 ＜ 還原 2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O

【解析】

(1)利用蓋斯定律對(duì)熱化學(xué)方程式直接進(jìn)行加減；

(2)①依化學(xué)平衡常數(shù)的定義可寫出其表達(dá)式；

②利用濃度商與化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值大小比較來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；

③判斷反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)主要有兩個(gè)判斷：一是正、逆反應(yīng)速率相等，二是變量不變；

④化學(xué)平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，正向放熱，溫度升高，平衡常數(shù)減�。�

⑤緊扣合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)，結(jié)合題圖進(jìn)行分析。

⑶從價(jià)態(tài)變化容易看出，電極a為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。注意題給的是堿性介質(zhì)。

(1) 已知25℃時(shí)：N2（g）+O2（g）2NO（g）△H=+183kJ/mol①，

2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣571.6 kJ/mol②，

4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（l）△H=﹣1164.4kJ/mol③，

根據(jù)蓋斯定律，將①+②×-×③得：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

△H=+183-571.6×+×1164.4=-92.2kJ/mol；

(2)①合成氨反應(yīng)為： N2（g）+3H2（g）2NH3（g），該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：；

②投料II對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)仍為0.1，對(duì)應(yīng)的濃度商>0.1，所以化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行；

③化學(xué)平衡建立時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，變量不變。

a項(xiàng)錯(cuò)誤，平衡時(shí)濃度是不變而不是相等，也不是成比例；

b項(xiàng)正確，這是一個(gè)正向氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，反應(yīng)過程中壓強(qiáng)是一個(gè)變量，變量不變，說明該反應(yīng)達(dá)到平衡；

c項(xiàng)錯(cuò)誤，2應(yīng)改為；

d項(xiàng)錯(cuò)誤，密度始終不變；

e項(xiàng)錯(cuò)誤，平衡時(shí)是濃度不變，不是相等，也不是成比例；

f正確，反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)，平均相對(duì)分子質(zhì)量在增大，變量不變，說明該反應(yīng)達(dá)平衡；

④該反應(yīng)正向放熱，溫度升高，平衡左移，化學(xué)平衡常數(shù)要變�。�

⑤合成氨反應(yīng)是一個(gè)正向氣體分子總數(shù)減小的放熱反應(yīng)。升溫，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低，加壓，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高。題圖給的隨著X的增大，H2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，顯然X代表的是溫度。題圖中L則代表了壓強(qiáng)，壓強(qiáng)越大，H2轉(zhuǎn)化率越高，所以L2對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)高。

（3）①電極b上氧元素由0價(jià)變?yōu)?/span>-2價(jià)，價(jià)態(tài)降低，發(fā)生了還原反應(yīng)；

②電極a上NH3失電子，變成N2，所給的介質(zhì)為強(qiáng)堿性，電極反應(yīng)式為：2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O。