Question

【题目】氮的氧化物是大气的主要污染物，是当前环保工作的重要研究内容之一。

(1)氨气还原氮的氧化物

①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1 ②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) △H2

则4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1) △H=________。(用含△H1、△H2的式子表示)

依据反应②，可将氨气直接用于燃料电池，用KOH溶液作电解质溶液，写出负极电极反应式:____________。

(2)在一密闭容器中投入一定量的氨气，发生反应2NH3N2+3H2△H>0，反应过程中NH3的浓度随时间变化的情况如图所示。

请回答:

①曲线A中，反应在前2min内氢气的平均反应速率为________。此条件下的平衡常数K=____。

②在其它条件相同时，若改变某一条件，使该反应发生如图曲线B的反应情况，则此条件可能是改变_________(填“浓度”、“压强”、“温度”或“催化剂”)。简述判断理由_________。

(3)一定温度下，在恒压密闭容器中N2O5可发生下列反应:

①2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ②2NO2(g)2NO(g)+O2(g)

若达平衡时，c(NO2)=0.6mol/L，c(O2)=1.2mol/L，则反应②中NO2的转化率为______，N2O5(g)的起始浓度应至少大于______mol/L.

Answer 1

【答案】 ΔH2 -3ΔH1 2NH3 -6e－+6OH－=N2 +6H2O 0.3 mol/(L·min) 0.12 温度 从图像变化趋势看，B比A反应速率加快，达平衡时NH3浓度小，所以只可能是升高温度 70% 1

【解析】(1)已知：①N2(g)+O2(g)＝2NO(g) △H1

②4NH3(g)+3O2(g)＝2N2(g)+6H2O(l) △H2

则根据盖斯定律可知②－①×3即得到反应4NH3(g)+6NO(g)＝5N2(g)+6H2O(1)的△H＝△H2－3△H1。负极氨气发生失去电子的氧化反应，电解质溶液显碱性，则负极电极反应式为2NH3-6e－+6OH－＝N2+6H2O。(2)①曲线A中，反应在前2min内消耗氨气是0.4mol/L，则根据方程式可知生成氢气是0.6mol/L，氢气的平均反应速率为0.6mol/L÷2min＝0.3mol/(L·min)。2min时反应达到平衡状态，平衡时氮气是0.2mol/L，则此条件下的平衡常数K＝。②从图像变化趋势可知，B比A反应速率加快，达平衡时NH3浓度小，由于正反应是体积增大的吸热的可逆反应，所以改变的条件只可能是升高温度。(3)设反应①中生成氧气是xmol/L，则生成NO2是4xmol/L，因此反应②中生成氧气是1.2mol/L－xmol/L，消耗NO2是2.4mol/L－2xmol/L，所以4xmol/L－(2.4mol/L－2xmol/L)＝0.6mol/L，解得x＝0.5，所以反应②中NO2的转化率为。由于是可逆反应，则N2O5(g)的起始浓度应至少大于2xmol/L＝1mol/L。