Question

【題目】已知有關熱化學方程式為：

① 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ/mol；

② 3H2(g)+N2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol；

③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol；

④ N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=QkJ/mol；

(1)Q=___________。

(2)向某密閉容器中充入amolNH3、bmolO2后，測得反應體系中某種量值X與壓強P、溫度T之間的變化如圖1所示，圖2表示溫度為T2時，當容器為1L恒容密閉容器時，容器中NH3的平衡轉化率與反應開始時兩種反應物的投料之比(用M表示)的關系。

①若X表示NH3的百分含量，則T2_____T1(填>、<、無法確定)；d、e兩點的正反應的平衡常數K(d)_____K(e)。

②X還可以表示_____________。

a.混合氣體的平均摩爾質量 b.NO的產率 c.△H值

③M=__________(用含a、b的式子表示，后同)，若f點M=1.25，則此時O2的轉化率為_________

(3)有科學家電解原理獲得高產率的合成氨，則陰極上的電極反應式為(已知電解質能傳遞H+)_______________。

Answer 1

【答案】 +180.5 > < a b/a 60% N2+6e-+6H+=2NH3

【解析】(1)根據蓋斯定律可知：[①-3×③+2×②]÷2可得：N2(g)+O2(g)=2NO(g), △H=. +180.5 kJ/mol；正確答案：+180.5。

(2) ①若X表示NH3的百分含量，該反應為放熱反應，升高溫度，平衡左移，NH3的百分含量增大，因此T2>T1；由于該反應放熱，升高溫度，平衡左移，平衡常數減小，溫度d點大于 e點，因此d、e兩點的正反應的平衡常數K(d)<k(e)；正確答案：></k(e)；正確答案：> ； <。

②該反應反應前后混合氣體的總質量不變，增大壓強，平衡左移，混合氣體的總量減小，混合氣體的平均摩爾質量增大；該反應放熱，升高溫度，平衡左移，混合氣體的平均摩爾質量增大；a正確；增大壓強，平衡左移，NO的產率降低，b錯誤；一個固定的反應，△H為定值，c錯誤；所以X可以表示混合氣體的平均摩爾質量；正確選項a。

③根據4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ/mol可知，如果增大氧氣的濃度，氨氣的轉化率增大；根據圖像曲線變化可知，M=b/a，比值越大，氨氣的轉化率越高；根據M=b/a，若f點M=1.25可知，假設氧氣為1.25mol, 則氨氣為1mol，氨氣的轉化率為60%，則氨氣變化了0.6mol，氧氣變化了0.6×5/4=0.75mol, 則此時O2的轉化率為0.75/1.25×100%=60%；正確答案：b/a 60%。

(3)氮氣和氫氣合成氨氣，電解池中，氮氣在陰極得電子，在酸性條件下變為氨氣，電極反應式為：N2+6e-+6H+=2NH3；正確答案：N2+6e-+6H+=2NH3。