Question

【題目】氨在國民經濟中占有重要地位。

I.合成氨工業中，初始時氮氣、氫氣的體枳比為1：3時，每反應1mol N2，放出92.2kJ熱量。如圖為合成氨反應在不同溫度和壓強、使用相同催化劑條件下，平衡混合物中氨的體積分數。

①由圖可知：p1、p2、p3的大小關系為________,理由是_____________________________

②A、B點生成氨氣的速率大小關系為_____________，C點，N2的轉化率為_____。

③下列關于合成氨的說法正確是_________ (填序號)。

A.斷開1個N≡N鍵的同時有6個N—H鍵形成，反應一定達到平衡狀態

B.混合氣體的平均相對分子質量不再改變狀態，反應一定達到平衡狀態

C.由于△H<0、△S>0，故合成氨反應一定能自發進行

D.增大n(N2):n(H2)的比值，有利用提離H2的轉化率

II.最近美國Simons等科學家發明了不必使氨先裂化為氫就可直接用于燃料電池的方法。其電池反應為4NH3+3O2==2N2+6H2O，寫出負極的電極反應式：__________________

Answer 1

【答案】 p1>p2>p3 相同溫度下，p1到p3氨的體積分數降低，說明平衡左移，壓強減小 vA<vB 66.7% BD 2NH3-6e-+6OH-==N2+6H2O

【解析】I.①由圖可知：p1、p2、p3的大小關系為p1>p2>p3,理由是相同溫度下，p1到p3氨的體積分數降低，說明平衡左移，壓強減小。

②A、B兩點中，A點對應的反應溫度和壓強均比B點小，所以A、B點生成氨氣的速率大小關系為vA<vB。設C點對應N2的轉化率為，由圖可知C點對應氨的體積分數為50%，則，解之得N2的轉化率為66.7% 。

③A.斷開1個N≡N鍵的同時有6個N—H鍵形成，都表示正反應速率，不能說明正反應速率和逆反應速率相等，所以反應不一定達到平衡狀態，A不正確；B.該反應的正反應方向是氣體分子數減小的方向，所以反應過程中混合氣體的平均相對分子質量逐漸增大，當混合氣體的平均相對分子質量不再改變狀態時，反應一定達到平衡狀態，B正確；C. 合成氨反應△H<0、△S<0，由綜合判劇△H-T△S<0時反應能自發進行，所以合成氨反應在低溫下能自發進行，在高溫下氨易分解，C不正確；D.增大n(N2):n(H2)的比值，有利用提離H2的轉化率，D正確。綜上所述，關于合成氨的說法正確是BD 。

II.電池反應為4NH3+3O2==2N2+6H2O，正極的電極反應為O2+4e-+2H2O=4OH-，所以負極的電極反應式為2NH3-6e-+6OH-==N2+6H2O .