Question

【題目】合成氨是基本無機化工，氨是化肥工業和有機化工的主要原料，也是一種常用的制冷劑．
（1）圖1是合成氨反應的能量與反應過程相關圖（未使用催化劑）；圖2是合成氨反應在2L容器中、相同投料情況下、其它條件都不變時，某一反應條件的改變對反應的影響圖．①下列說法正確的是 ．
A．使用催化劑會使E1的數值增大
B．△H=﹣92.4kJmol﹣1
C．為了提高轉化率，工業生產中反應的溫度越低越好
D．在曲線A條件下，反應從開始到平衡，消耗N2的平均速率為 molL﹣1min﹣1
E．該反應的平衡常數KA＜KB
F．圖2是不同壓強下反應體系中氨的物質的量與反應時間關系圖，且PA＜PB
②下列能說明該反應達到平衡狀態的是
A．容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1：3：2
B．v正（N2）=v逆（H2）
C．混合氣體的密度保持不變
D．容器內壓強保持不變
（2）合成氨技術的創立開辟了人工固氮的重要途徑，合成氨反應的平衡常數K值和溫度的關系如下：

溫度/℃	200	300	400
K	1.0	0.86	0.5

400°C時，測得某時刻氨氣、氮氣、氫氣的物質的量濃度分別為3molL﹣1、2molL﹣1、1molL﹣1時，此時刻該反應的v逆（N2）v正（N2） （填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）常溫下向25mL0.1mol/LNH3H2O 溶液中，逐滴加入 0.2mol/L的HN3溶液，溶液的pH變化曲線如圖3所示．A、B、C、D四個點中，水的電離程度最大的是；A點時溶液中各離子濃度由小到大的順序為 ．
（4）有人設想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應物，以HCl﹣NH4Cl為電解質溶液制造新型燃料電池．試寫出該電池的正極反應式 ．

Answer 1

【答案】
（1）BDE；D
（2）＞
（3）C；c（OH﹣）＜c（H+）＜c（NH4+）＜c（N3﹣）
（4）N2+8H++6e﹣═2NH
【解析】解：（1）①A．使用催化劑改變反應途徑，降低反應的活化能E1 ， 故A錯誤；B．由圖可知，反應焓變△H=312.4KJ/mol﹣404.8KJ/mol=﹣92.4kJ/mol，故B正確；C．反應是放熱反應，溫度越低平衡正向進行，提高原料利用率，但溫度過低，反應速率減慢，生成效率和經濟效益低，故C錯誤；D．v（NH3）= = mol/（L．min），速率之比等于化學計量數之比，v（N2）= v（NH3）= mol/（L．min），故D正確， E．平衡常數只受溫度影響，先拐先平溫度高，升溫平衡逆向進行，反應的平衡常數KA＜KB ， 故E正確； F．由先拐先平壓強大，則壓強pA＞pB ， 增大壓強平衡正向移動，氨氣物質的量增大，圖象中壓強越大，氨氣物質的量越小，不符合實際，故F錯誤；所以答案是：BDE；②A．平衡時各物質的濃度關系與起始濃度及轉化率有關，不一定等于其化學計量數之比，故A錯誤； B．應是3v正（N2）=v逆（H2）時反應到達平衡，故B錯誤； C．混合氣體總質量不變，容器容積不變，混合氣體的密度為定值，故C錯誤； D．隨反應進行混合氣體物質的量減小，恒溫恒容下壓強減小，當容器內壓強保持不變時，反應到達平衡，故D正確；所以答案是：D；（2）此時濃度商Qc= =4.5＞K=0.5，反應向逆反應進行，則v正（N2）＜v逆（N2），所以答案是：＞；（3）開始為氨水溶液，抑制水的電離，C點加入HN3溶液體積為12.5mL，恰好反應得到NH4N3溶液，溶液顯堿性，說明HN3為弱酸，而再加入HN3溶液，又抑制水的電離，故恰好反應的C點的水的電離程度最大； A點加入25mL HN3溶液，此時為等濃度的NH4N3、HN3混合溶液，溶液呈酸性，說明NH4+離子水解程度大于的N3﹣水解程度，反應中離子濃度大小由小到大是的順序為：c（OH﹣）＜c（H+）＜c（NH ）＜c（N3﹣），所以答案是：C；c（OH﹣）＜c（H+）＜c（NH ）＜c（N3﹣）；（5）原電池正極發生還原反應，氮氣在正極獲得電子，與電解質反應中氫離子結合為銨根離子，正極電極反應式為：N2+8H++6e﹣═2NH4+ ， 所以答案是：N2+8H++6e﹣═2NH4+ ．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態本質及特征的相關知識，掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效），以及對化學平衡狀態的判斷的理解，了解狀態判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．