Question

【題目】（1）已知：在298K、101kPa時，

①C(s,石墨)＋O2(g) = CO2(g) △H1 = －400 kJ·mol－1；

②2H2(g)＋O2(g) = 2H2O(l) △H2 = －570 kJ·mol－1；

③2C2H2(g)＋5O2(g) = 4CO2(g)+ 2H2O(l) △H3 = －2600 kJ·mol－1；

寫出298K時由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應的熱化學方程式 。以硫酸為電解質溶液，依據反應③設計一個燃料電池，寫出其電極反應式 。

（2）工業合成氨的反應原理為 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1某溫度下，把10 mol N2與25mol H2置于容積為10 L的密閉容器內，10 min時反應達到平衡狀態，測得氮氣的平衡轉化率為50%，則10 min內該反應的平均速率v(H2)= mol·L-1·min-1，則該溫度下該反應的平衡常數K= 。

Answer 1

【答案】（1）C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)△H=+215kJ·mol－1

正極：5O2+20H++20e－=10H2O

負極：2C2H2+8H2O－20e－=4CO2+20H+

（2）0.15,2mol-2·L2

【解析】

試題分析：（1）根據蓋斯定律，①×2＋②÷2－③÷2得C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應的熱化學方程式C(s,石墨)+H2(g) = C2H2(g) △H = +215 kJ·mol－1；乙炔發生氧化反應，通入乙炔的一極為負極，2C2H2+8H2O－20e－= 4CO2+ 20 H+；通入氧氣的一極為正極，5O2 + 20 H+ +20e－=10H2O；（2）氮氣的平衡轉化率為50%，消耗氮氣5 mol N2，消耗氫氣15mol，0.15 mol·L-1·min-1；

則該溫度下該反應的平衡常數K= mol-2·L2。