Question

【題目】氨是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室及化工生產(chǎn)中的重要物質(zhì)，應(yīng)用廣泛。
（1）已知25℃時(shí)：N2(g) ＋ O2(g) 2NO(g) ΔH = +183kJ/mol
2H2(g) ＋ O2(g) = 2H2O(l) ΔH = －571.6 kJ/mol
4NH3(g) ＋ 5O2(g) = 4NO(g) ＋6H2O(l) ΔH = －1164.4 kJ/mol
則 N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g) ΔH = kJ/mol
（2）在恒溫恒容體系中進(jìn)行的合成氨反應(yīng)，下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________
A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1︰3︰2
B.3v（N2）正＝v（H2）逆
C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
D.生成1mol N2的同時(shí)消耗2molNH3
（3）在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，起始投料時(shí)各物質(zhì)濃度如下表：

	N2	H2	NH3
投料Ⅰ	1.0 mol/L	3.0 mol /L	0
投料Ⅱ	0.5 mol/L	1.5 mol/L	1.0 mol/L

①按投料Ⅰ進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為40%，則該溫度下合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K=（只需代入數(shù)據(jù)，不用計(jì)算結(jié)果）
②按投料Ⅱ進(jìn)行反應(yīng)，起始時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的方向?yàn)?/span>（填“正向”或“逆向”）
（4）電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如下，寫出電極a的電極反應(yīng)式：

Answer 1

【答案】
（1）-92.2
（2）B,C
（3）0.82/（1.83×0.6）；逆向
（4）4NH3 -12e- +12OH- =2N2+12H2O
【解析】（1）已知25℃時(shí)：①N2(g) ＋ O2(g) 2NO(g) ΔH = +183kJ/mol
②2H2(g) ＋ O2(g) ＝2H2O(l) ΔH = －571.6 kJ/mol
③4NH3(g) ＋ 5O2(g) ＝4NO(g) ＋6H2O(l) ΔH = －1164.4 kJ/mol
則 根據(jù)蓋斯定律①+②×3/2-1/2×③即得到N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g) ΔH =－92.2kJ/mol；
（2）A．容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1︰3︰2并不能說明正逆反應(yīng)速率相等，則不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，A不符合題意；
B．3v（N2）正＝v（H2）逆表示正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，B符合題意；
C．正反應(yīng)體積減小，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變 說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C符合題意；
D．生成1mol N2的同時(shí)消耗2molNH3均表示逆反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D不符合題意；
（3）①

	N2(g) ＋	3H2(g)	2NH3(g)
起始（mol/L）	1	3	0
轉(zhuǎn)化（mol/L）	0.4	1.2	0.8
平衡（mol/L）	0.6	1.8	0.8

因?yàn)楹铣砂狈磻?yīng)的平衡常數(shù)=生成物濃度的冪次方之積比上反應(yīng)物濃度的冪次方之積，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c2(NH3) /c3(H2)c(N2)=0.82/(1.83×0.6）；
②按投料Ⅱ?qū)�氨氣完全轉(zhuǎn)化到右邊，則與投料Ⅰ完全相同，為完全等效平衡，所以按投料Ⅱ進(jìn)行反應(yīng)，起始時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的方向?yàn)槟嫦颍?/span>
（4）Pt電極通入氨氣生成氮?dú)猓�說明氨氣被氧化，為原電池負(fù)極，則b為正極，氧氣得電子被還原發(fā)生還原反應(yīng)。負(fù)極是氨氣發(fā)生氧化反應(yīng)變成氮?dú)猓�且OH-向a極移動(dòng)參與反應(yīng)，故電極反應(yīng)式為2NH3 -6e- +6OH-=N2+6H2O。
故答案為：（1）-92.2；（2）BC；（3）①0.82/（1.83×0.6）；②逆向；（4）2NH3 -6e- +6OH-=N2+6H2O。
（1）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱；
（2）判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，應(yīng)分析所給選項(xiàng)條件是否體現(xiàn)“正逆反應(yīng)速率相等”，若能體現(xiàn)正逆反應(yīng)速率相等，則說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
（3）①根據(jù)三段式、平衡常數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算；
②結(jié)合等效平衡分析；
（4）由圖可知a電極為負(fù)極，NH3發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為N2 ， 結(jié)合溶液為堿性，書寫電極反應(yīng)式。