题目内容
氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一。
（1）传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为：
。
①该反应的平衡常数K的表达式为：K＝_________。升高温度，K值________（填“增大”“减小”或“不变”）。
②不同温度、压强下，合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表（N2和H2的起始物质的量之比为1：3）。分析表中数据，__________（填温度和压强）时H2转化率最高，实际工业生产不选用该条件的主要原因是________________。
③下列关于合成氨说法正确是___________（填字母）
A. 使用催化剂可以提高氮气的转化率
B. 寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C. 由于△H<0、△S>0，故合成氨反应一定能自发进行
（2）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。它既有液氢燃料电池的优点，又克服了液氢不易保存的不足。其装置为用铂黑作为电极，加入电解质溶液中，一个电极通人空气，另一电极通入氨气。其电池反应为
你认为电解质溶液应显______性（填“酸性”、“中性”、“碱性”），写出负极电极反应式________。
（12分）（1）①K＝
（1分） 减少（1分） ②200℃、100MPa（2分）
温度低速率慢，而压强太高生产设备条件难以实现（2分） ③B（2分）
（2）碱性（2分） 
（2分）
【解析】
试题分析：（1）①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则根据反应的方程式可知，该反应的平衡常数K＝。正方应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以K值减小。
②根据表中数据可知，在温度为200℃、压强为100MPa时，氨气的含量最高。由于温度低速率慢，而压强太高生产设备条件难以实现，所以实际工业生产不选用该条件。
③催化剂不能改变平衡状态，只能改变反应速率，A不正确；寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向，B正确；根据方程式可知，该反应的熵值是减小，需要在一定条件下才能自发进行的，C不正确，答案选B。
（2）由于氨气是碱性气体，能和酸反应生成铵盐，所以电解质溶液应显碱性。原电池中负极失去电子，发生氧化反应，则氨气在负极通入，电极反应式是2NH3－6e－＋6OH－＝N2＋3H2O。
考点：考查化学平衡常数、外界条件对平衡状态的影响、工业生产条件的控制以及原电池电极反应式的书写等
点评：该题是高考中的常见考点和题型，属于中等难度试题的考查，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力，提升学生的学科素养。
；氨是一种重要的化工原料，氨的合成与应用是当今重要研究内容之一。不同温度、压强下，合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表（N2和H2起始物质的量之比为1∶3）。
|
衡含量(%) 温度(℃) | 0.1 | 10 | 20 | 30 | 60 | 100 |
| 200 | 15.3 | 81.5 | 86.4 | 89.9 | 95.4 | 98.8 |
| 300 | 2.2 | 52.0 | 64.2 | 71.0 | 84.2 | 92.6 |
| 400 | 0.4 | 25.1 | 38.2 | 47.0 | 65.2 | 79.8 |
| 500 | 0.1 | 10.6 | 19.1 | 26.4 | 42.2 | 57.5 |
| 600 | 0.05 | 4.5 | 9.1 | 13.8 | 23.1 | 31.4 |
压强(Mpa)
氨的平回答下列有关问题：
（1）利用表中数据推断得出合成氨的反应是__________反应（填“放热”、“吸热”或“无热量变化”）。
（2）根据表中数据，在200℃和100MPa时，平衡体系中NH3的物质的量分数最高，而实际工业生产不选用该条件的主要原因是___________________________________。
（3）一定条件下，对在密闭容器中进行的合成氨反应达平衡后，其他条件不变时，若同时压缩容器的体积和升高温度达新平衡后，与原平衡相比，请将有关物理量的变化的情况填入下表中（填“增大”、“减小”或“可能增大也可能减小”）：
| 反应速率 | 平衡常数K | 氨的体积分数 | |
| 变化情况 |
（4）将1molH2和1molN2通入一体积不变的密闭容器中，在一定温度和催化剂作用下，反应达到平衡，测得NH3的物质的量为0.3mol，此时若移走0.5molH2和0.5molN2，则反应达到新的平衡时，NH3的物质的量为_____________（选填答案编号）。
A．0.3mol B．0.15mol C．小于0.15mol D．大于0.15mol，小于0.3mol
2NH3(g) △H。下图I是合成氨反应的能量与反应过程相关图（未使用催化剂）；图D是合成気反应在2L容器中、相同投料情况下、其它条件都不变时，某一反应条件的改变对反应的影响图。
mol/(L·min)
倍，则此温度下的平衡常数为_______。在同一温度，同一容器中，将起始物质改为amol N2 b molH2 c mol NH3 (a,b,c均不为零）欲使平衡混合物中各物质的质量与原平衡相同，则a,b,c满足的关系为_____________(用含a,b,c的表达式表示），且欲使反应在起始时向逆反应方向进行，c的取值范围是_______
Cu + Cu2+）。