Question

【题目】氨是化学实验室及化工生产中的重要物质，应用广泛。
（1）已知25℃时：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
则 N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g) ΔH = kJ/mol
（2）在恒温恒容体系中进行的合成氨反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2
B.3v（N2）正＝v（H2）逆
C.容器内压强保持不变
D.生成1mol N2的同时消耗2molNH3
（3）在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应，起始投料时各物质浓度如下表：

	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进行反应，测得达到化学平衡状态时H2的转化率为40%，则该温度下合成氨反应的平衡常数K=（只需代入数据，不用计算结果）
②按投料Ⅱ进行反应，起始时反应进行的方向为（填“正向”或“逆向”）
（4）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下，写出电极a的电极反应式：

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℃时：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
则 根据盖斯定律①+②×3/2-1/2×③即得到N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g) ΔH =－92.2kJ/mol；
（2）A．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2并不能说明正逆反应速率相等，则不一定达到平衡状态，A不符合题意；
B．3v（N2）正＝v（H2）逆表示正逆反应速率相等，达到平衡状态，B符合题意；
C．正反应体积减小，容器内压强保持不变 说明反应达到平衡状态，C符合题意；
D．生成1mol N2的同时消耗2molNH3均表示逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态，D不符合题意；
（3）①

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

因为合成氨反应的平衡常数=生成物浓度的幂次方之积比上反应物浓度的幂次方之积，所以该反应的平衡常数表达式为K=c2(NH3) /c3(H2)c(N2)=0.82/(1.83×0.6）；
②按投料Ⅱ将氨气完全转化到右边，则与投料Ⅰ完全相同，为完全等效平衡，所以按投料Ⅱ进行反应，起始时反应进行的方向为逆向；
（4）Pt电极通入氨气生成氮气，说明氨气被氧化，为原电池负极，则b为正极，氧气得电子被还原发生还原反应。负极是氨气发生氧化反应变成氮气，且OH-向a极移动参与反应，故电极反应式为2NH3 -6e- +6OH-=N2+6H2O。
故答案为：（1）-92.2；（2）BC；（3）①0.82/（1.83×0.6）；②逆向；（4）2NH3 -6e- +6OH-=N2+6H2O。
（1）根据盖斯定律计算目标反应的反应热；
（2）判断反应是否达到平衡状态，应分析所给选项条件是否体现“正逆反应速率相等”，若能体现正逆反应速率相等，则说明反应达到平衡状态；
（3）①根据三段式、平衡常数的表达式进行计算；
②结合等效平衡分析；
（4）由图可知a电极为负极，NH3发生失电子的氧化反应，转化为N2 ， 结合溶液为碱性，书写电极反应式。