Question

【題目】（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）; △H=+180．5 kJ·mol-1

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

2H2（g）十O2（g）=2HO（g）：△H=--483．6 kJ·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10 L的密閉容器中，反應情況如圖1所示：

①求5min內(nèi)的平均反應速率v（NH3）______________；

②達到平衡時NH3的體積分數(shù)為______________________。

（3）近年來科學家采用高質(zhì)子導電性的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)生的電極反應式是__________________。

Answer 1

【答案】-92．4kJ．mol-1 0.04mol·L-1·min-1 40% N2+6e-+6H+=2NH3

【解析】

(1)根據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式的反應焓變；
(2)在一定條件下,將2molN2與5molH2混合于一個10L的密閉容器中,分析反應情況如圖1所示得到各量；
①根據(jù)圖象分析氮氣和氫氣的量,計算氨氣的量,結(jié)合化學反應速率概念計算得到；
②反應前后氣體減少是生成氨氣的物質(zhì)的量；
(3)根據(jù)氮氣和氫氣合成氨的反應過程中,原電池中氮氣在正極上得到電子發(fā)生還原反應,氫氣在負極上失電子發(fā)生氧化反應。

已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180．5 kJ·mol-1

②4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=-905 kJ·mol-1

③2H2（g）十O2（g）=2HO（g）△H=--483．6 kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律：①×2-[③×3-②]可得：2N2（g）+6H2（g）4NH3（g）的△H=-184.8 kJ·mol-1；所以N2（g）+3H2（g）2NH3（g）的△H=-92.4 kJ·mol-1；

(2)根據(jù)圖象分析,寫出化學平衡三段式數(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

①求5min內(nèi)的平均反應速率v（NH3）==0.04mol·L-1·min-1；

②平衡時氨氣的體積分數(shù)等于其物質(zhì)的量的百分含量=×100%=40%；

(3)氮氣和氫氣合成氨的反應過程中,原電池中氮氣在正極上得到電子發(fā)生還原反應,氫氣在負極上失電子發(fā)生氧化反應,鈀電極A上發(fā)生的是氮氣得到電子生成氨氣的反應,高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì),電極反應為:N2+6e-+6H+=2NH3。