Question

 

氨在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。

（1）工業(yè)合成氨時(shí)，合成塔中每產(chǎn)生1 mol NH₃，放出46.1 kJ的熱量。

① 工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式是         。

② 已知：

N₂ (g)2N (g)

H₂ (g)2H (g)

則斷開(kāi)1 mol N－H鍵所需的能量是_______kJ。

（2）下表是當(dāng)反應(yīng)器中按n(N₂):n(H₂)=1:3投料后，在200℃、400℃、600℃下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合物中NH₃的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的變化曲線。

① 曲線a對(duì)應(yīng)的溫度是        。

② 關(guān)于工業(yè)合成氨的反應(yīng)，下列敘述正確的是       （填字母）。

A. 及時(shí)分離出NH₃可以提高H₂的平衡轉(zhuǎn)化率

B. 加催化劑能加快反應(yīng)速率且提高H₂的平衡轉(zhuǎn)化率

C. 上圖中M、N、Q點(diǎn)平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是K(M)= K(Q) >K(N)

③ M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H₂轉(zhuǎn)化率是        。

（3）氨是一種潛在的清潔能源，可用作堿性燃料電池的燃料。電池的總反應(yīng)為：

4NH₃(g) + 3O₂(g) = 2N₂(g) + 6H₂O(g)。

則該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式是        。

 

Answer 1

【答案】

（1）① N₂(g)+ 3H₂(g)  2NH₃(g)，ΔH = —92.2 kJ·mol^-1② 391（2）① 200℃；② AC；③ 75%（3）2NH₃－6e^— + 6OH^— = N₂ + 6H₂O

【解析】

試題分析：（1）①合成塔中每生成1mol NH₃，放出46.1kJ熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式寫出，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)放出的熱量，熱化學(xué)方程式：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），△H=-92.2kJ/mol；②反應(yīng)焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量=3×436+945.8-6×N-H鍵鍵能=-92.2，N-H鍵鍵能=391kJ（2）合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度越高越不利于反應(yīng)的進(jìn)行，曲線a的NH₃的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最高，其反應(yīng)溫度應(yīng)相對(duì)最低，故a為200℃ ②A、及時(shí)分離出NH₃可以使平衡正向移動(dòng)，故A正確；B、催化劑能加快反應(yīng)速率，但不能改變轉(zhuǎn)化率，故B錯(cuò)誤；C平衡常數(shù)K與溫度有關(guān)，與其他條件無(wú)關(guān)，同一溫度下的平衡常數(shù)相等，合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其溫度越高平衡常數(shù)越小，故C正確；選AC；③在M點(diǎn)NH₃的物質(zhì)的量為60%，剩余物質(zhì)的量為40%，又n(N₂):n(H₂)=1:3投料，故剩余H₂物質(zhì)的量為30%，因?yàn)镹₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），即發(fā)生反應(yīng)的H₂物質(zhì)的量為90%，故M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H₂轉(zhuǎn)化率是%=75%；（3）原電池中負(fù)極失去電子，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式2NH₃－6e^—+6OH^—=N₂+6H₂O。

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式；化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化；化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算；化學(xué)電源新型電池；