Question

（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H=+180.5kJ?mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）：△H=-483.6kJ?mol^-1
則N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的△H=

 

．
（2）在一定條件下，將2mol N₂與5mol H₂混合于一個10L的密閉容器中，反應(yīng)情況如圖1所示：
①求5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（NH₃）

 

；
②達到平衡時NH₃的體積分?jǐn)?shù)為

 

．

（3）近年來科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺）為介質(zhì)，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多品薄膜做電極，實現(xiàn)了高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨（裝置如圖2）．鈀電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)式是

 

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式的反應(yīng)焓變；
（2）在一定條件下，將2mol N₂與5mol H₂混合于一個10L的密閉容器中，分析反應(yīng)情況如圖1所示得到各量
①依據(jù)圖象分析氮氣和氫氣的量，計算氨氣的量，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率概念計算得到；
②反應(yīng)前后氣體減少是生成氨氣的物質(zhì)的量；
（3）依據(jù)氮氣和氫氣合成氨的反應(yīng)過程中，原電池中氮氣在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，氫氣在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)．

解答：解：（1）①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H=+180.5kJ?mol^-1
②4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905kJ?mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）：△H=-483.6kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律，①×2-（③×3-②）2N₂（g）+6H₂（g）?4NH₃（g）的△H=-184.8KJ/mol
則N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的△H=-92.4KJ/mol，
故答案為：-92.4kJ．mol^-1；
（2）依據(jù)圖象分析，寫出化學(xué)平衡三段式數(shù)據(jù)，進行計算
              N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）  2        5        0
變化量（mol）  1        3        2
平衡量（mol）  1        2         2
①5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（NH₃）=

2mol 10L

5min

=0.04mol?L^-1?min^-1；
故答案為：0.04mol?L^-1?min^-1；
②平衡時氨氣的體積分?jǐn)?shù)等于其物質(zhì)的量的百分含量=

2

1+2+2

×100%=40%，
故答案為：40%；
（3）氮氣和氫氣合成氨的反應(yīng)過程中，原電池中氮氣在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，氫氣在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，鈀電極A上發(fā)生的是氮氣得到電子生成氨氣的反應(yīng)，高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺）為介質(zhì)，電極反應(yīng)為：₂+6e^-+6H⁺=2NH₃ ，
故答案為：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃ ．

點評：本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計算，化學(xué)平衡計算應(yīng)用，圖象分析判斷方法，原電池原理的應(yīng)用和電極書寫，題目難度中等．