Question

【题目】氨是化学实验室及化工生产中的重要物质，应用广泛。

(1)已知25℃时：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，则N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=____________ ；

(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应，起始投料时各物质浓度如下表：

	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进行反应，测得达到化学平衡时化学平衡常数为0.1，则该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为_____；

②按投料Ⅱ进行反应，起始时反应进行的方向为_____________（填“正向”或“逆向”）；

③若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行，判断反应达到平衡状态的标志是____；

a．NH3是N2浓度的2倍b．容器中气体的压强不再改变c．2v（NH3）正=v（N2）逆d．容器中混合气体的密度不再改变e．容器中N2、H2、NH3物质的量之比为1:3:2f．混合气体平均相对分子质量保持不变

④若升高温度，则合成氨反应的化学平衡常数_______（填“变大”、“变小”或“不变”）；

⑤L（L1、L2）、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时，合成氨反应中H2（g）的平衡转化率随X的变化关系；

ⅰ）X代表的物理量是_________________；

ⅱ）判断L1、L2的大小关系，L1__________L2．（填“＞”“＜”或“=”）

⑶电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意如图：

①电极b上发生的是____________反应（填“氧化”或“还原”）。

②写出电极a的电极反应式：________________________。

Answer 1

【答案】﹣92.2kJ/mol 逆向 bf 变小 温度 ＜ 还原 2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O

【解析】

(1)利用盖斯定律对热化学方程式直接进行加减；

(2)①依化学平衡常数的定义可写出其表达式；

②利用浓度商与化学平衡常数的数值大小比较来判断反应进行的方向；

③判断反应达平衡状态主要有两个判断：一是正、逆反应速率相等，二是变量不变；

④化学平衡常数是温度的函数，正向放热，温度升高，平衡常数减小；

⑤紧扣合成氨反应的特点，结合题图进行分析。

⑶从价态变化容易看出，电极a为负极，发生氧化反应，电极b为正极，发生还原反应。注意题给的是碱性介质。

(1) 已知25℃时：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，

根据盖斯定律，将①+②×-×③得：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

△H=+183-571.6×+×1164.4=-92.2kJ/mol；

(2)①合成氨反应为： N2（g）+3H2（g）2NH3（g），该反应的化学平衡常数表达式为：；

②投料II对应的化学平衡常数仍为0.1，对应的浓度商>0.1，所以化学反应向逆反应方向进行；

③化学平衡建立时，正、逆反应速率相等，变量不变。

a项错误，平衡时浓度是不变而不是相等，也不是成比例；

b项正确，这是一个正向气体分子数减小的反应，反应过程中压强是一个变量，变量不变，说明该反应达到平衡；

c项错误，2应改为；

d项错误，密度始终不变；

e项错误，平衡时是浓度不变，不是相等，也不是成比例；

f正确，反应正向进行时，平均相对分子质量在增大，变量不变，说明该反应达平衡；

④该反应正向放热，温度升高，平衡左移，化学平衡常数要变小；

⑤合成氨反应是一个正向气体分子总数减小的放热反应。升温，反应物转化率降低，加压，反应物转化率提高。题图给的随着X的增大，H2的平衡转化率减小，显然X代表的是温度。题图中L则代表了压强，压强越大，H2转化率越高，所以L2对应的压强高。

（3）①电极b上氧元素由0价变为-2价，价态降低，发生了还原反应；

②电极a上NH3失电子，变成N2，所给的介质为强碱性，电极反应式为：2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O。