Question

【題目】氨氣是重要的化工原料，工業(yè)上由N2和H2在一定條件下合成。

(1)已知H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為△H1＝－akJ·mol－1，NH3的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為△H2＝－bkJ·mol－1。則合成氨反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的△H3＝_________ kJ·mol-1 (用含a、b的代數(shù)式表示)。

(2)合成氨反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在一定溫度下能自發(fā)進(jìn)行，則△H3______0(填“>”或“<”)，原因是__________。

(3)一定溫度下，向體積為2L的密閉容器中通入一定量的N2和H2反生反應(yīng)，有關(guān)物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖所示。該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________________。

若在t4時(shí)刻，同時(shí)向體系中再通入0.5 mol N2和1moNH3，t5時(shí)刻重新達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出t4~t6時(shí)間段逆反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化圖_____________。

(4)文獻(xiàn)報(bào)道，常壓下把氫氣和用氦氣稀釋的氮?dú)夥謩e通入一個(gè)加熱到570℃的電解池中，采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H＋)為介質(zhì)可在電極上直接生成氨氣。陰極的反應(yīng)方程式為___________。

Answer 1

【答案】-3a+2b < 此反應(yīng)熵是減少即△S<0，要讓此反應(yīng)發(fā)生則△H<0 1000

【解析】

（1）已知H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為△H1＝－akJ·mol－1，NH3的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為△H2＝－bkJ·mol－1，可寫出對(duì)應(yīng)的熱化學(xué)方程式，， 則要得到N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，根據(jù)蓋斯定律，△H3＝-3a+2b；

（2）合成氨反應(yīng)在一定溫度下能自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)放熱，△H3＜0，此反應(yīng)熵是減少即△S<0，要讓此反應(yīng)發(fā)生則△H<0；

（3）根據(jù)圖像可知，平衡時(shí)，氫氣剩余0.2mol，氮?dú)馐Ｓ?/span>0.5mol，氨氣剩余1mol，平衡常數(shù)為，若在t4時(shí)刻，同時(shí)向體系中再通入0.5 mol N2和1moNH3，此時(shí)的，平衡逆向進(jìn)行，可得到圖像 ；

（4）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，因此是氮?dú)夥烹姡�電極方程式為。