Question

NH₃是重要的化工原料。某实验室对氨气进行下列研究。

（1）相同温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)，反应过程中测定的部分数据见下表：

容器编号	起始各物质的物质的量/mol	平衡物质的量(mol)	平衡压强(Pa)
N2(g)	H2(g)	NH3(g)	NH3(g)
Ⅰ	4	12	0	4	P1
Ⅱ	2	6	0	C2	P2
Ⅲ	1.5	4.0	3	?	?

①若容器Ⅰ中反应50秒到达平衡，则该时段v(H₂)=            mol/(L·s)

②容器Ⅰ、Ⅱ中反应均到达平衡时c₂           2;p₁          2p₂(填“>”、“<”或“=”)

③容器Ⅲ中，达到平衡前v(正)            v(逆) (填“>”、“<”或“=”)

（2）①已知：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)   △H=-92.4kJ/mol

N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)   △H=180.5 kJ/mol

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

则4NH₃(g)+5O₂(g)4NO(g)+6H₂O(g)；△H=           KJ/mol

②将4molNH₃和5molO₂分别置于5个体积相同、温度不同的容器中在铂系催化剂作用下进行反应，相同时间后测量5个容器中NO产率如图所示。下列说法正确的是             (填字母)。

A．a点v(正)大于v(逆)

B．c点反应速率最快

C．温度高于900℃时，NO产率下降的原因是因为温度升高导致平衡逆向移动

（3）氨是一种潜在的清洁能源，可用作碱性燃料电池的燃料。电池的总反应为：4NH₃(g) + 3O₂(g) = 2N₂(g) + 6H₂O(g)。则该燃料电池的负极反应式是                  。

Answer

（1）①0.06； ②<；<；③< ；

（2）①-905；②AC；

（3）2NH3－6e—+6OH—=N2+6H2O；

【解析】

试题分析：（1）①根据N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，生成4mol氨气，需要反应6mol氢气，若容器Ⅰ中反应50秒到达平衡，则该时段v(H2)==0.06mol/(L·s)，故答案为：0.06；

②容器Ⅰ与Ⅱ相比，Ⅰ中反应物的物质的量为Ⅱ中的2倍，相当于对Ⅱ进行加压，增大压强，平衡正向移动，平衡时c2＜c1，即c2＜2;p1＜2p2，故答案为：<；<；

③在容器Ⅰ平衡时，氮气为2mol，氢气为6mol，氨气为4mol，平衡常数K==，容器Ⅲ中Qc==＞，达到平衡前反应向逆反应方向进行v(正)＜v(逆)，故答案为：< ；

（2）①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ/mol ①，N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol ②，2H2(g)+O2(g) ═2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol ③，由盖斯定律①×2-②×2+③×3得：4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.0kJ/mol；故答案为：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.0kJ/mol，故答案为：-905；

②根据图像，c点为900℃时的平衡状态，随着温度的升高，NO的产率降低，平衡逆向移动，说明高反应的正反应是放热反应。A．a点是建立平衡之前的过程，v(正)大于v(逆)，故A正确；B．温度越高，反应速率越快，反应速率最快的是e点，故B错误；C．温度高于900℃时，NO产率下降的原因是因为温度升高导致平衡逆向移动，故C正确；故选AC；

（3）原电池负极发生氧化反应，氨气在负极失去电子，碱性条件下生成氮气与水，负极电极反应式为：2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O，故答案为：2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O。

考点：考查了盖斯定律的应用、化学反应速率和化学平衡的计算、原电池原理的相关知识。