Question

【題目】氨在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。

I.合成氨工業(yè)中，初始時(shí)氮?dú)狻�氫氣的體枳比為1：3時(shí)，每反應(yīng)1mol N2，放出92.2kJ熱量。如圖為合成氨反應(yīng)在不同溫度和壓強(qiáng)、使用相同催化劑條件下，平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)。

①由圖可知：p1、p2、p3的大小關(guān)系為________,理由是_____________________________

②A、B點(diǎn)生成氨氣的速率大小關(guān)系為_____________，C點(diǎn)，N2的轉(zhuǎn)化率為_____。

③下列關(guān)于合成氨的說(shuō)法正確是_________ (填序號(hào))。

A.斷開(kāi)1個(gè)N≡N鍵的同時(shí)有6個(gè)N—H鍵形成，反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)

B.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變狀態(tài)，反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)

C.由于△H<0、△S>0，故合成氨反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行

D.增大n(N2):n(H2)的比值，有利用提離H2的轉(zhuǎn)化率

II.最近美國(guó)Simons等科學(xué)家發(fā)明了不必使氨先裂化為氫就可直接用于燃料電池的方法。其電池反應(yīng)為4NH3+3O2==2N2+6H2O，寫(xiě)出負(fù)極的電極反應(yīng)式：__________________

Answer 1

【答案】 p1>p2>p3 相同溫度下，p1到p3氨的體積分?jǐn)?shù)降低，說(shuō)明平衡左移，壓強(qiáng)減小 vA<vB 66.7% BD 2NH3-6e-+6OH-==N2+6H2O

【解析】I.①由圖可知：p1、p2、p3的大小關(guān)系為p1>p2>p3,理由是相同溫度下，p1到p3氨的體積分?jǐn)?shù)降低，說(shuō)明平衡左移，壓強(qiáng)減小。

②A、B兩點(diǎn)中，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)均比B點(diǎn)小，所以A、B點(diǎn)生成氨氣的速率大小關(guān)系為vA<vB。設(shè)C點(diǎn)對(duì)應(yīng)N2的轉(zhuǎn)化率為，由圖可知C點(diǎn)對(duì)應(yīng)氨的體積分?jǐn)?shù)為50%，則，解之得N2的轉(zhuǎn)化率為66.7% 。

③A.斷開(kāi)1個(gè)N≡N鍵的同時(shí)有6個(gè)N—H鍵形成，都表示正反應(yīng)速率，不能說(shuō)明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，所以反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，A不正確；B.該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是氣體分子數(shù)減小的方向，所以反應(yīng)過(guò)程中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大，當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)，B正確；C. 合成氨反應(yīng)△H<0、△S<0，由綜合判劇△H-T△S<0時(shí)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，所以合成氨反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，在高溫下氨易分解，C不正確；D.增大n(N2):n(H2)的比值，有利用提離H2的轉(zhuǎn)化率，D正確。綜上所述，關(guān)于合成氨的說(shuō)法正確是BD 。

II.電池反應(yīng)為4NH3+3O2==2N2+6H2O，正極的電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-，所以負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-==N2+6H2O .