Question

氨是化学实验室及化工生产中的重要物质，应用广泛．

（1）已知25℃时：N₂（g）+O₂（g）2NO（g）△H=+183kJ/mol

2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=﹣571.6 kJ/mol

4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（l）△H=﹣1164.4kJ/mol

则N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=           

（2）在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应，起始投料时各物质浓度如下表：

	N2	H2	NH3
投料Ⅰ	1.0mol/L	3.0mol/L	0
投料Ⅱ	0.5mol/L	1.5mol/L	1.0mol/L

①按投料Ⅰ进行反应，测得达到化学平衡状态时H₂的转化率为40%，则该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为                               ．

②按投料Ⅱ进行反应，起始时反应进行的方向为             （填“正向”或“逆向”）．

③若升高温度，则合成氨反应的化学平衡常数            （填“变大”、“变小”或“不变”）．

④L（L₁、L₂）、X可分别代表压强或温度．如图1表示L一定时，合成氨反应中H₂（g）的平衡转化率随X的变化关系．

ⅰX代表的物理量是                 ．

ⅱ判断L₁、L₂的大小关系，L₁            L₂．（填“＞”“＜”或“=”）

（3）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH₃的含量，其工作原理示意如图2：

①电极b上发生的是            反应（填“氧化”或“还原”）

②写出电极a的电极反应式：                         ．

Answer

（1）﹣92.2KJ/mol；

（2）①K=；

②正向；③变小；④i、温度；ii、L1＜L2；

（3）①还原；

②2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O．

【解析】

（1）已知25℃时：①N2（g）+O2（g）⇌2NO（g）△H=+183kJ/mol

②2H2（g）+O2（g）⇌2H2O（l）△H=﹣571.6kJ/mol

③4NH3（g）+5O2（g）⇌4NO（g）+6H2O（l）△H=﹣1164.4kJ/mol

根据盖斯定律①+②×﹣×③得，N2（g）+3H2（g）⇌3NH3（g）△H=+183﹣571.6×+×1164.4=﹣92.2kJ/mol，（2）①因为合成氨反应的平衡常数=生成物浓度的幂次方之积比上反应物浓度的幂次方之积，所以N2（g）+3H2（g）⇌3NH3（g）的平衡常数表达式为K=，故答案为：K=；

②按投料Ⅱ将氨气完全转化到右边，则与投料Ⅰ完全相同，为完全等效平衡，所以按投料Ⅱ进行反应平衡时H2的浓度也为3.0mol/L×（1﹣40%）=1.8mol/L，所以按投料Ⅱ进行反应，起始时反应进行的方向为正向，③由（1）得出合成氨为放热反应，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，所以反应的化学平衡常数变小，④i、由图可知，X越大，氢气转化率越低，升高温度平衡向逆反应方向移动，则氢气转化率减小，则X表示温度，故答案为：温度；

ii、由N2（g）+3H2（g）⇌3NH3（g）△H＜0，温度高，氢气转化率小，压强大，平衡正向移动，氢气转化率大，图中等温度时L2对应的氢气转化率大，则压强L1＜L2，故答案为：L1＜L2；

（3）①Pt电子通入氨气生成氮气，说明氨气被氧化，为原电池负极，则b为正极，氧气得电子被还原发生还原反应，故答案为：还原；

②因为a极为负极，负极是氨气发生氧化反应变成氮气，且OH﹣向a极移动参与反应，故电极反应式为2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O