Question

13．運用所學知識，解決下列問題：
反應A（g）?B（g）+C（g）在容積為1.0L的密閉容器中進行，A的初始濃度為0.050mol/L．溫度T₁和T₂下A的濃度與時間關(guān)系如圖所示．回答下列問題：
（1）上述反應的溫度T₁小于 T₂，平衡常數(shù)K（T₁）小于K（T₂）．（填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）若溫度T₂時，5min后反應達到平衡，A的轉(zhuǎn)化率為70%，則：
①平衡時體系總的物質(zhì)的量為0.085mol．
②反應的平衡常數(shù)K=0.082．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
③反應在0～5min區(qū)間的平均反應速率v（A）=0.007mol/（L•min）．
（3）合成氨的熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ?mol^-1
已知：
1mol N-H鍵斷裂吸收的能量為391kJ．
（4）氨可用作堿性燃料電池的燃料，電池反應為 4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，則氨燃料電池的負極電極反應為2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）溫度越高達平衡所需的時間越短，然后結(jié)合圖象分析反應的熱效應，從而得出K的變化情況；
（2）根據(jù)三行式，結(jié)合平衡常數(shù)和反應速率的公式來求解．
（3）化學反應舊鍵斷裂吸收能量，新鍵生成釋放能量，反應焓變的數(shù)值是兩者能量的差值；
（4）在燃料點池中，負極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應．

解答 解：（1）由圖可知T₂先達平衡狀態(tài)，所以T₁小于T₂，而溫度越高K越小，所以正反應為吸熱反應，所以溫度越高K值越大，故答案為：小于；小于；
（2）A（g）?B（g）+C（g）
起始濃度：0.050         0         0 
變化濃度：0.035       0.035     0.035         
平衡濃度：0.015       0.035     0.035
①平衡時體系總的物質(zhì)的量為=（0.015+0.035+0.035）×1=0.085mol；
②K=$\frac{0.035×0.035}{0.015}$=0.082；
③反應在0～5min區(qū)間的平均反應速率v（A）=$\frac{0.035mol/L}{5min}$=0.007mol/（L•min）；
故答案為：0.085mol；0.082；0.007mol/（L•min）；
（3）反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能，根據(jù)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ•mol^-1，令N-H鍵能為 xKJ/mol，則945.8kJ/mol+3×436kJmol-6xkJ/mol=-92.2kJ/mol解得x=391，故答案為：391；
（4）氨可用作堿性燃料電池的燃料，根據(jù)電池反應：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O，氨燃料電池的負極上是燃料氨氣發(fā)生失電子的氧化反應，其電極反應2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O，故答案為：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O．

點評 本題考查了化學反應能量變化，化學平衡影響因素的分析判斷，圖象分析與化學平衡的計算應用，為高考常見題型和高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，題目難度中等．