Question

【題目】運用所學知識，解決下列問題：

反應A(g) B(g) +C(g)在容積為1.0 L的密閉容器中進行，A的初始濃度為0.050 mol/L。溫度T1和T2下A的濃度與時間關系如圖所示。

回答下列問題：

（1）上述反應的溫度T1 T2，平衡常數K(T1) K(T2)。（填“大于”、“小于”或“等于”）

（2）若溫度T2時，5 min后反應達到平衡，A的轉化率為70%，則：

①平衡時體系總的物質的量為 。

②反應的平衡常數K= 。（結果保留兩位有效數字）

③反應在0~5 min區間的平均反應速率v(A)= 。

（3）合成氨的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H= －92.2 kJmol－1

已知：

1mol N－H鍵斷裂吸收的能量為 kJ。

（4）氨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】（1）小于 小于

（2）①0.085 mol ② 0.082 ③ 0.007 mol/(L·min)

（3）391 （4）2NH3 － 6e－+ 6OH－ = N2+ 6H2O

【解析】

試題分析：T2時達到平衡所用時間少，反應速率大所以溫度高;而溫度越高c(A)越小，說明升溫反應向正反應方向移動，則正反應為吸熱反應，升溫K將增大。

(2)根據反應: A(g) B(g) + C(g)

反應前:(mol/L) 0.050 0 0

轉化量:(mol/L) 0.035 0.035 0.035

平衡時:(mol/L) 0.015 0.035 0.035

則①平衡時體系總的物質的量為(0.015+0.035+0.035)mol/L×1L=0.085mol。

②反應的平衡常數K=c(B)c(C)/c(A)=(0.035 mol/L)2/0.015 mol/L =0.082mol/L。

反應在0~5min區間的平均反應速率v(A)= (0.035 mol/L)/5min=0.007mol/(L·min)。

（3）根據焓變=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能。設1mol N－H鍵斷裂吸收的能量為xkJ，－92.2=945.8+3×436-6x；x=391。

（4）氨可用作堿性燃料電池的燃料，電池反應為 4NH3+3O2=2N2+6H2O，正極反應是，則氨燃料電池的負極電極反應為2NH3 － 6e－+ 6OH－ = N2+ 6H2O。