Question

【題目】氨是化學實驗室及化工生產中的重要物質，應用廣泛。

(1)已知25℃時：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行合成氨反應，起始投料時各物質濃度如下表：

	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進行反應，測得達到化學平衡時化學平衡常數為0.1，則該溫度下合成氨反應的平衡常數表達式為_____；

②按投料Ⅱ進行反應，起始時反應進行的方向為_____________（填“正向”或“逆向”）；

③若該反應在一恒溫、恒容密閉容器內進行，判斷反應達到平衡狀態的標志是____；

a．NH3是N2濃度的2倍b．容器中氣體的壓強不再改變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物質的量之比為1:3:2f．混合氣體平均相對分子質量保持不變

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

⑤L（L1、L2）、X可分別代表壓強或溫度。如圖表示L一定時，合成氨反應中H2（g）的平衡轉化率隨X的變化關系；

ⅰ）X代表的物理量是_________________；

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

⑶電化學氣敏傳感器可用于監測環境中NH3的含量，其工作原理示意如圖：

①電極b上發生的是____________反應（填“氧化”或“還原”）。

②寫出電極a的電極反應式：________________________。

Answer 1

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

【解析】

(1)利用蓋斯定律對熱化學方程式直接進行加減；

(2)①依化學平衡常數的定義可寫出其表達式；

②利用濃度商與化學平衡常數的數值大小比較來判斷反應進行的方向；

③判斷反應達平衡狀態主要有兩個判斷：一是正、逆反應速率相等，二是變量不變；

④化學平衡常數是溫度的函數，正向放熱，溫度升高，平衡常數減小；

⑤緊扣合成氨反應的特點，結合題圖進行分析。

⑶從價態變化容易看出，電極a為負極，發生氧化反應，電極b為正極，發生還原反應。注意題給的是堿性介質。

(1) 已知25℃時：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合成氨反應為： N2（g）+3H2（g）2NH3（g），該反應的化學平衡常數表達式為：；

②投料II對應的化學平衡常數仍為0.1，對應的濃度商>0.1，所以化學反應向逆反應方向進行；

③化學平衡建立時，正、逆反應速率相等，變量不變。

a項錯誤，平衡時濃度是不變而不是相等，也不是成比例；

b項正確，這是一個正向氣體分子數減小的反應，反應過程中壓強是一個變量，變量不變，說明該反應達到平衡；

c項錯誤，2應改為；

d項錯誤，密度始終不變；

e項錯誤，平衡時是濃度不變，不是相等，也不是成比例；

f正確，反應正向進行時，平均相對分子質量在增大，變量不變，說明該反應達平衡；

④該反應正向放熱，溫度升高，平衡左移，化學平衡常數要變小；

⑤合成氨反應是一個正向氣體分子總數減小的放熱反應。升溫，反應物轉化率降低，加壓，反應物轉化率提高。題圖給的隨著X的增大，H2的平衡轉化率減小，顯然X代表的是溫度。題圖中L則代表了壓強，壓強越大，H2轉化率越高，所以L2對應的壓強高。

（3）①電極b上氧元素由0價變為-2價，價態降低，發生了還原反應；

②電極a上NH3失電子，變成N2，所給的介質為強堿性，電極反應式為：2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O。