时间:2017-01-03 19:13:00
填空题 （12分）现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于1905年发明的，但此法反应物的转化率不高。
（1）已知1 mol N2(g)与适量H2(g)完全反应，当生成NH3(g)0.1mol时，放出9.22kJ热量，写出反应的热化学方程式：???????????????????????????????????????。
（2）若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2，则K1?????K2（填“＞”? “="”" 或 “＜” ）。
（3）在一定温度下，向容积不变（始终为10L）的密闭容器中加入2 mol N2、8 mol H2 及固体催化剂。10分钟后反应达到平衡状态，容器内气体压强变为起始的80％，此时氨气的体积分数为??????????，用氮气表示的反应速率：??????????????????。若想提高氨气的产率，根据化学平衡移动原理，请提出合理的建议：?????????????????????（任意写一条）。
（4）在上述相同条件下，若起始时加入4 mol NH3、2 mol H2及固体催化剂，反应达 到平衡时NH3的体积分数比(3)中??????????（填“大”、“小”或“相等”）。
（5）随着对合成氨研究的发展，2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法，即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入一个加热到570℃的电解池中，采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨（装置如右图）。在电解法合成氨的电解池中???????????????(填“能”或“不能”) 用水作电解质溶液的溶剂，原因是??????????????。
钯电极A是电解池的?????极（填“阳”或“阴”），该极上的电极反应式是????????????????。
填空题 （12分）现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于1905年发明的，但此法反应物的转化率不高。
（1）已知1 mol N2(g)与适量H2(g)完全反应，当生成NH3(g)0.1mol时，放出9.22kJ热量，写出反应的热化学方程式：???????????????????????????????????????。
（2）若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2，则K1?????K2（填“＞”? “="”" 或 “＜” ）。
（3）在一定温度下，向容积不变（始终为10L）的密闭容器中加入2 mol N2、8 mol H2 及固体催化剂。10分钟后反应达到平衡状态，容器内气体压强变为起始的80％，此时氨气的体积分数为??????????，用氮气表示的反应速率：??????????????????。若想提高氨气的产率，根据化学平衡移动原理，请提出合理的建议：?????????????????????（任意写一条）。
（4）在上述相同条件下，若起始时加入4 mol NH3、2 mol H2及固体催化剂，反应达到平衡时NH3的体积分数比(3)中??????????（填“大”、“小”或“相等”）。
（5）随着对合成氨研究的发展，2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法，即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入一个加热到570℃的电解池中，采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨（装置如右图）。在电解法合成氨的电解池中????????????? ??(填“能”或“不能”) 用水作电解质溶液的溶剂，原因是??????????????。
钯电极A是电解池的?????极（填“阳”或“阴”），该极上的电极反应式是????????????????。
本题答案：（1）N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)??△H ＝-184.4 kJ·mol-1；
（2）由（1）得：△H＜0，正向为放热反应，升温平衡逆向移动，则K1>K2；
（3） N2(g)+3H2(g)
?2NH3(g)
n0??? 2mol? 8mol??????? 0
△n??? x???? 3x???????? 2x
n（平衡） 2-x? 8-3x??????? 2x
由PV=nRT，得：在恒温、恒容条件下，P1/P2=n1/n2，
即P1/（80％×P1）=（2mol+8mol）/[（2-x）+(8-3x)+2x]，求解，得：x="1" mol；
氨气的体积分数=2x/[（2-x）+(8-3x)+2x]= 25%；
用氮气表示的反应速率=（2x/10）mol·L－1÷10 min=0.01mol/(L·min)；
若想提高氨气的产率，即使平衡正向移动；
（4）N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
n0’ 0??? 2mol?????? 4mol
与（3）的初始态相当，则（3）、（4）为“等效平衡”关系，故反应达到平衡时NH3的体积分数比(3)中相等；
（5）有图，得：向A极通入氮气，反应后生成氨气，则N由0价降低为-3价，也就是说N发生了得电子的还原反应，而发生还原反应的电极定义为阴极
本题所属考点：【反应速率与平衡的有关计算】
本题难易程度：【一般】