Question

【題目】氮及其化合物是科學(xué)家們一直在探究的問題，它們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生命活動中起著重要的作用�；卮鹣铝袉栴}：

（一）已知① H2O(g)=H2O(1) △H=-44kJmol-1

②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180.5kJmol-1

③4NO(g)+6H2O(g)4NH3(g)+5O2(g) △H=+l025kJmol-1

寫出NH3(g)和O2(g)在一定條件下轉(zhuǎn)化為N2(g)與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式_________

（二）工業(yè)合成氨的原理為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =-92.4kJmol-1。合成時反應(yīng)溫度控制在500℃，壓強(qiáng)是2×l07~5×l07Pa，鐵觸媒做催化劑。

（1）下列反應(yīng)條件的控制不能用勒夏特列原理解釋的是_________。

A．及時分離出NH3

B．使用鐵觸媒做催化劑

C．反應(yīng)溫度控制在500℃左右

D．反應(yīng)時壓強(qiáng)控制在2×l07~5×l07Pa

（2）一定溫度下，將1molN2和3molH2置于一恒定容積的密閉容器中反應(yīng)，一段時間后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。下列說法中正確的是________。

A．單位時間內(nèi)，有3mol H-H生成的同時又6md N-H斷裂，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B．N2和H2的物質(zhì)的量之比保持不變時，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C．達(dá)到平衡狀態(tài)時，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變大

D．達(dá)到平衡狀態(tài)后,再充入2molNH3，重新達(dá)到平衡后，N2的體積分?jǐn)?shù)變小

（三）如圖表示H2的轉(zhuǎn)化率與起始投料比（n(N2)∶n(H2)）、壓強(qiáng)的變化關(guān)系，則與曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對應(yīng)的壓強(qiáng)P1、P2、P3 從高到低的順序是_________________；測得B（X，60）點時N2的轉(zhuǎn)化率為50%，則X=________。

（四）一定溫度下，將lmolN2和3molH2置于一密閉容器中反應(yīng)，測得平衡時容器的總壓為P，NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%，列式計算出此時的平衡常數(shù)Kp=________（用平衡分壓代替平衡濃度進(jìn)行計算，分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù)，可不化簡）。

（五）以NO原料，通過電解的方法可以制備NH4NO3，其總反應(yīng)是8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3，寫出以惰性材料作電極的陽極反應(yīng)式：_______________。

Answer 1

【答案】 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1) △H=-1650kJ/mol BC CD P1>P2>P3 2∶5 NO+2H2O-3e-=4H++NO3-

【解析】（一）已知① H2O(g)=H2O(1) △H=-44kJmol-1，②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180.5kJmol-1，③4NO(g)+6H2O(g)4NH3(g)+5O2(g) △H=+l025kJmol-1，根據(jù)蓋斯定律，將①×6-②×2-③得：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1) △H=（-44kJmol-1）×6-（+180.5kJmol-1）×2-（+l025kJmol-1）=-1650kJ/mol，故答案為：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1) △H=-1650kJ/mol；

（二）（1）A．及時分離出NH3，減小了氨氣的濃度，平衡正向移動，能用勒夏特列原理解釋，不選；B．使用鐵觸媒做催化劑，平衡不移動，不能用勒夏特列原理解釋，選；C．正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，不利于氨的合成，反應(yīng)溫度控制在500℃左右是提高反應(yīng)速率和催化劑的活性，不能用勒夏特列原理解釋，選；D．該反應(yīng)屬于氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)有利于平衡正向移動，能用勒夏特列原理解釋，不選；故選BC；

（2）A．單位時間內(nèi)，有3mol H-H生成的同時必定6md N-H斷裂，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，錯誤；B．根據(jù)方程式，起始是N2和H2的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，反應(yīng)過程中N2和H2的物質(zhì)的量之比始終保持不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．反應(yīng)后，氣體的物質(zhì)的量減小，質(zhì)量不變，因此達(dá)到平衡狀態(tài)時，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變大，正確；D．達(dá)到平衡狀態(tài)后，再充入2molNH3，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，重新達(dá)到平衡后，N2的體積分?jǐn)?shù)變小 ，正確；故選CD；

（三）分析圖象變化可知：在投料比一定時，曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對應(yīng)的氫氣的轉(zhuǎn)化率依次降低，因此壓強(qiáng)依次減小，故P1>P2>P3；設(shè)起始量氫氣為x，氮氣物質(zhì)的量為y；根據(jù)題意和圖像，N2的轉(zhuǎn)化率為50%，H2的轉(zhuǎn)化率為60%，

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

yx

0.5y 0.6x

則0.5y：0.6x=1：3，解得= ，即X=，故答案為：P1>P2>P3； ；

（四） N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始（mol） 1 3 0

反應(yīng) x 3x 2x

平衡 1-x 3-3x 2x

則×100%=20%，解得x=mol，NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為÷=20%，N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%，H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為60%， 平衡常數(shù)Kp= ，故答案為： ；

（五）根據(jù)總反應(yīng)：8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，一氧化氮失去電子生成硝酸根離子，電極反應(yīng)式為NO+2H2O-3e-=4H++NO3-，故答案為：NO+2H2O-3e-=4H++NO3-。