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內的平均反應速率v（NH3）______________；

②達到平衡時NH3的體積分數為______________________。

（3）近年來科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷（能傳遞H+）為介質，用吸附在它內外表面上的金屬鈀多品薄膜做電極，實現了高轉化率的電解法合成氨（裝置如圖2）。鈀電極A上發生的電極反應式是__________________。

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根據圖象分析氮氣和氫氣的量,計算氨氣的量,結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的量；
(3)根據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生還原反應,氫氣在負極上失電子發生氧化反應。

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)根據圖象分析,寫出化學平衡三段式數據,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等于其物質的量的百分含量=×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生還原反應,氫氣在負極上失電子發生氧化反應,鈀電極A上發生的是氮氣得到電子生成氨氣的反應,高質子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質,電極反應為:N2+6e-+6H+=2NH3。