Question

【题目】氨在国民经济中占有重要地位。

I.合成氨工业中，初始时氮气、氢气的体枳比为1：3时，每反应1mol N2，放出92.2kJ热量。如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，平衡混合物中氨的体积分数。

①由图可知：p1、p2、p3的大小关系为________,理由是_____________________________

②A、B点生成氨气的速率大小关系为_____________，C点，N2的转化率为_____。

③下列关于合成氨的说法正确是_________ (填序号)。

A.断开1个N≡N键的同时有6个N—H键形成，反应一定达到平衡状态

B.混合气体的平均相对分子质量不再改变状态，反应一定达到平衡状态

C.由于△H<0、△S>0，故合成氨反应一定能自发进行

D.增大n(N2):n(H2)的比值，有利用提离H2的转化率

II.最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法。其电池反应为4NH3+3O2==2N2+6H2O，写出负极的电极反应式：__________________

Answer 1

【答案】 p1>p2>p3 相同温度下，p1到p3氨的体积分数降低，说明平衡左移，压强减小 vA<vB 66.7% BD 2NH3-6e-+6OH-==N2+6H2O

【解析】I.①由图可知：p1、p2、p3的大小关系为p1>p2>p3,理由是相同温度下，p1到p3氨的体积分数降低，说明平衡左移，压强减小。

②A、B两点中，A点对应的反应温度和压强均比B点小，所以A、B点生成氨气的速率大小关系为vA<vB。设C点对应N2的转化率为，由图可知C点对应氨的体积分数为50%，则，解之得N2的转化率为66.7% 。

③A.断开1个N≡N键的同时有6个N—H键形成，都表示正反应速率，不能说明正反应速率和逆反应速率相等，所以反应不一定达到平衡状态，A不正确；B.该反应的正反应方向是气体分子数减小的方向，所以反应过程中混合气体的平均相对分子质量逐渐增大，当混合气体的平均相对分子质量不再改变状态时，反应一定达到平衡状态，B正确；C. 合成氨反应△H<0、△S<0，由综合判剧△H-T△S<0时反应能自发进行，所以合成氨反应在低温下能自发进行，在高温下氨易分解，C不正确；D.增大n(N2):n(H2)的比值，有利用提离H2的转化率，D正确。综上所述，关于合成氨的说法正确是BD 。

II.电池反应为4NH3+3O2==2N2+6H2O，正极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，所以负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-==N2+6H2O .