Question

科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．

（1）目前合成氨技术原理为：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）；△H=﹣92.4kJ•mol^﹣1．

①673K，30MPa下，上述合成氨反应中n（NH₃）和n（H₂）随时间变化的关系如右图所示．下列叙述正确的是　　．

A．点a的正反应速率比点b的大

B．点c处反应达到平衡

C．点d和点 e处的n（N₂）相同

D．773K，30MPa下，反应至t₂时刻达到平衡，则n（NH₃）比图中e点的值大

（2）1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性的 SCY陶瓷（能传递H⁺），实现了高温常压下高转化率的电解合成氨．其实验装置如图，阴极的电极反应式　．

（3）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水发生下列反应：N₂（g）+3H₂O（1）⇌2NH₃（g）+O₂（g）△H=a kJ•mol^﹣1

进一步研究NH₃生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：

T/K	303	313	323：]
NH3生成量/（10﹣6mol）	4.8	5.9	6.0

①此合成反应的a　　0；△S　　0（填“＞”、“＜”或“=”）；该反应属于　　

A．一定自发   B．一定不自发   C．高温自发    D．低温自发

②已知：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=﹣92.4kJ•mol^﹣1

2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）=﹣571.6kJ•mol^﹣1则N₂（g）+3H₂O（1）=2NH₃（g）+O₂（g）△H=　　kJ•mol^﹣1．

Answer 1

考点：

物质的量或浓度随时间的变化曲线；热化学方程式；焓变和熵变；化学平衡的影响因素．
专题：	基本概念与基本理论．
分析：	（1）A．浓度越大反应速率越快； B．a、b、c之后氢气的物质的量继续变化，未达到平衡，反应向正反进行； C．d、e对应氢气、氨气的物质的量不变，处于平衡状态； D．该反应正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应移动； （2）电解池的阴极发生得电子的还原反应，在合成氨中，氮气得电子，酸性条件下生成氨气； （3）①由表中数据可知，升高温度，NH3生成量增大，说明平衡向正反应方向移动，结合反应方程式中各物质的聚集状态解答； ②利用盖斯定律计算．
解答：	解：（1）A．a点反应物的浓度大于b点，浓度越大反应速率越快，故a点反应速率更大，故A正确； B．点c之后氢气的物质的量继续减小，未达到平衡，反应向正反进行，故B错误； C．d、e对应氢气、氨气的物质的量不变，处于平衡状态，点d和点e处的n （N2）相同，故C正确； D．该反应正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应移动，氨气的物质的量减小，故D错误； 故选AC； （2）电解池的阴极发生得电子的还原反应，在合成氨中，氮气得电子，所以阴极反应为：N2+6H++6e﹣=2NH3， 故答案为：N2+6H++6e﹣=2NH3； （3）①由表中数据可知，升高温度，NH3生成量增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应应为吸热反应，a＞0，由方程式可知反应生成气体的物质的量增多，则△S＞0，所以该反应在高温下才能自发进行，选C，故答案为：＞；＞；C； ②已知：①N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=﹣92.4kJ•mol﹣1②2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣571.6kJ•mol﹣1 则利用盖斯定律，将①×2﹣②×3可得，常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g），△H=2×（﹣92.4kJ•mol﹣1）﹣3×（﹣571.6kJ•mol﹣1）=+1536kJ•mol﹣1，所以反应N2（g）+3H2O（1）=2NH3（g）+O2（g）中△H=+768kJ•mol﹣1 故答案为：+768．
点评：	本题主要考查了平衡的判断、电极反应、反应进行的方向、热化学方程式的书写等知识点，中等难度．