Question

【題目】有反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，

（1）在恒溫恒壓條件下進行，反應正向進行的是________；反應逆向進行的是________；處于平衡狀態的是________；無法判斷是否達到平衡的是________。

A．單位時間內生成1mol N2，同時生成3mol NH3

B．單位時間內生成3mol N2，同時生成6mol N—H鍵

C．混合氣體的密度不再隨時間而改變

D．容器中氣體的壓強不再隨時間而改變

（2）在一定溫度下某恒容密閉容器中，充入3molH2和1mol的N2，2min達到平衡狀態時，總的氣體的物質的量變為原來的9/10，則此時N2的轉化率為__________；

若此時放出的熱量為18.44 kJ，則其熱化學方程式為______________________________ .

根據所求出的熱化學方程式，且已知1mol氮氮三鍵斷裂需要為945.8kJ的能量，1mol氫氫鍵斷裂需要436 kJ的能量，求1molN-H鍵斷裂吸收的能量_____。

（3）氨氣可用作堿性燃料電池的燃料，電池反應為4NH3+3O2═2N2+6H2O，

則氨燃料電池的負極電極反應為________________________________________________．

Answer 1

【答案】 A B D C 20％ N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH= -92.2 kJ/mol 391 kJ 4NH3 ＋12OH- -12e- =2N2+12H2O

【解析】（1）A．單位時間內生成1mol N2，同時生成3mol NH3，生成的NH3多于2mol，故反應正向進行；B．單位時間內生成3mol N2，是逆速率，相當于同時生成18molN—H鍵，所以同時生成6mol N—H鍵，逆速率大，故反應逆向進行；C、混合氣體的密度不再隨時間而改變，由于反應前后全是氣體，故不能判斷是否達到平衡；D．反應前后氣體發生變化，容器中氣體的壓強不再隨時間而改變，說明反應達到平衡。故答案為：A、B、D、C。

（2）在一定溫度下某恒容密閉容器中，充入3molH2和1mol的N2，2min達到平衡狀態時，總的氣體的物質的量變為原來的9/10，則此時N2的轉化率為

N2 +3H22NH3

起始（mol） 1 3 0

轉化（mol） x 3x 2x

平衡（mol） 1-x 3-3x 2x

(1-x)+(3-3x)+2x=(1+3)×9/10，x=0.2，此時N2的轉化率為0.2mol/1mol=0.2；

若此時放出的熱量為18.44 kJ，1molN2完全反應，放出的熱量為18.44 kJ/0.2=92.2 kJ，

則其熱化學方程式為 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH= -92.2 kJ/mol

在反應N2+3H22NH3中，斷裂3molH-H鍵，1mol N三N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+945.8kJ=2253.8kJ，生成2mol NH3，共形成6mol N-H鍵，放出的能量為：6×xkJ，吸收的能量少，放出的能量多，該反應為放熱反應，放出的熱量為：6xkJ-2253.8kJ=92.2kJ，x=391；1molN-H鍵斷裂吸收的能量391 kJ

（3）氨氣可用作堿性燃料電池的燃料，電池反應為4NH3+3O2═2N2+6H2O，NH3為還原劑，則氨燃料電池的負極電極反應為4NH3 ＋12OH- -12e- =2N2+12H2O