Question

【题目】合成氨对工、农业生产和国防都有重要意义。 已知：N2(g)+3 H2(g)2NH3(g) △H= -92.4kJ/mol，请回答：

（1）合成氨工业中采取的下列措施可以用平衡移动原理解释的是________（填字母）。

a. 用铁触媒加快化学反应速率

b. 采用较高压强（20MPa~50MPa）

c. 采用较高温度（500℃左右）

d. 将生成的氨液化并及时从体系中分离出来

（2）一定温度下，在密闭容器中充入1mol N2和3mol H2并发生反应。

①若容器容积恒定，达到平衡时，N2的转化率α1 =25%，此时，反应放热______kJ，容器内气体压强与开始时气体压强之比是________。

②若容器压强恒定，则达到平衡时，容器中N2的转化率α2______α1（填“>”“<”或“=”）。

（3）随着对合成氨研究的发展，希腊科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨（装置如图）。钯电极A为_________极（填“阴”或“阳”），该极上的电极反应式是_______。

Answer 1

【答案】bd23.17:8＞阴

【解析】

（1）a．用铁作催化剂加快化学反应速率，催化剂不能使平衡移动，使用催化剂是为了加快化学反应速率，用勒夏特列原理无法解释；b．采用较高压强（20Mpa-50MPa），合成氨是气体体积减小的反应，加压至20～50MPa，有利于化学平衡正向移动，有利于氨的合成，可用勒夏特列原理解释；c．加热到500℃合成氨是放热反应，升温会使平衡逆向移动，降低转化率，升温的目的是为了保证催化剂的催化活性，加快化学反应速率，不能用勒夏特列原理解释；d．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，将氨及时液化分离，利于化学平衡正向移动，有利于氨的合成，可用勒夏特列原理解释；故答案为：bd；

（2）①因N2的转化率为25%，放出的热量为:1mol×0.25×92.4kJ/mol=23.1KJ，在恒温恒容条件下，容器内气体压强与开始时气体压强之比等于气体的物质的量之比，平衡时容器中气体的物质的量为：4mol-1mol×0.25×2=3.5mol，则容器内气体压强与开始时气体压强之比为:3.5mol:4mol=7:8；故答案为：23.1、7:8；②在恒容条件下，可逆反应在建立平衡的过程中，容器中的气体分子数目减少，则容器内的压强减小，故在恒压条件下容器内的压强比恒容条件下大，由于该反应正反应是一个气体分子数目减小的反应，故在恒压条件下有利于反应的正向进行，氮气的转化率更大，故答案为：＞；

（3）由图示可知钯电极A上氮气被还原为氨，发生还原反应，是电解池的阴极，发生的电极反应为：N2+6e-+6H+═2NH3，故答案为：阴；N2+6e-+6H+═2NH3。