Question

已知工業(yè)上合成氨的反應(yīng)為：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) △H＜0。在一體積為2L的密閉容積中，加入0.20mol的N₂和0.60mol的H₂，反應(yīng)中NH₃的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示，

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1） 寫(xiě)出該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K="_____"

（2）反應(yīng)進(jìn)行到4分鐘到達(dá)平衡。請(qǐng)計(jì)算從反應(yīng)開(kāi)始到剛剛平衡，平均反應(yīng)速率v(NH₃) 為            ；

（3）5分鐘時(shí)，保持其它條件不變，把容器的體積縮小一半，平衡         移動(dòng)（填“向逆反應(yīng)方向”、“向正反應(yīng)方向”或“不”）�；瘜W(xué)平衡常數(shù)將        （填“增大”、“減少”或“不變”）。

（4）N₂和H₂的反應(yīng)還有其它應(yīng)用。如：有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，分別以N₂、H₂為電極反應(yīng)物，以HCl—NH₄Cl溶液為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池，試寫(xiě)出該電池的正極電極反應(yīng)式            。

 

Answer 1

【答案】

（1）  K＝；（2）    0.025mol.L^-1.min^-1       

（3） 正反應(yīng)方向          不變   （4）N₂＋6e^－＋8H^＋＝2NH₄^＋

【解析】

試題分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)方程式可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝。

（2）根據(jù)圖像可知，在反應(yīng)進(jìn)行到4分鐘時(shí)，生成氨氣的物質(zhì)的量濃度是0.10mol/L，則用氨氣表示的反應(yīng)速率是0.10mol/L÷4min＝0.025mol.L^-1.min^-1。

（3）5分鐘時(shí)，保持其它條件不變，把容器的體積縮小一半，則壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變。

（4）原電池中較活潑的金屬是負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。所以氫氣在負(fù)極通入，氮?dú)庠谡龢O通入，則正極電極反應(yīng)式是N₂＋6e^－＋8H^＋＝2NH₄^＋。

考點(diǎn)：考查平衡常數(shù)的、反應(yīng)速率、外界條件對(duì)平衡狀態(tài)和平衡常數(shù)的影響以及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見(jiàn)題型，屬于中等難度的試題。試題基礎(chǔ)性強(qiáng)，在注重對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固和訓(xùn)練的同時(shí)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和抽象思維能力。