题目内容
【题目】1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才．现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产：N2(g)+3H2(g) 
2NH3(g)△H＜0．当改变某一外界条件(温度或压强)时，NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示．
回答下列问题：
（1）已知：①NH3(l)═NH3(g)△H1，②N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)△H2；则反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的△H=_____________(用含△H1、△H2的代数式表示)；
（2）合成氨的平衡常数表达式为____________，平衡时，M点NH3的体积分数为10%，则N2的转化率为____________(保留两位有效数字) ；
（3）X轴上a点的数值比b点____________(填“大”或“小”)。上图中，Y轴表示____________(填“温度”或“压强”)，判断的理由是____________；
（4）若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中，实验条件和平衡时的相关数据如表所示：
容器编号 | 实验条件 | 平衡时反应中的能量变化 |
Ⅰ | 恒温恒容 | 放热Q1kJ |
Ⅱ | 恒温恒压 | 放热Q2kJ |
Ⅲ | 恒容绝热 | 放热Q3kJ |
下列判断正确的是____________；
A．放出热量：Ql＜Q2＜△Hl B．N2的转化率：Ⅰ＞Ⅲ
C．平衡常数：Ⅱ＞Ⅰ D．达平衡时氨气的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ
（5）常温下，向VmL amol/L的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol/L的氨水，恰好使混合溶液呈中性，此时溶液中c(NH4+)____________c(SO42-)(填“＞”、“＜”或“=”) ；
（6）利用氨气设计一种环保燃料电池，一极通入氨气，另一极通入空气，电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，它在熔融状态下能传导O2-，写出负极的电极反应式____________。
【答案】2△H1+△H2
18%小温度随Y值增大，φ(NH3)减小，平衡N2(g)+3H2(g) 
2NH3(g) △H＜0向逆反应方向移动，故Y为温度AB＞2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O
【解析】
(1)已知：①NH3(l)NH3(g)△H1，②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2，根据盖斯定律，①×2+②可得：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，故△H=2△H1+△H2，故答案为：2△H1+△H2；
(2)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数表达式K=，设转化的氮气为xmol，则：
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量(mol)：1 3 0
转化量(mol)：x 3x 2x
平衡量(mol)：1-x 3-3x 2x
所以
=10%，解得x=
mol，故氮气转化率为
×100%=18%，故答案为：；18%；
(3)随Y值增大，φ(NH3)减小，平衡N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0向逆反应方向移动，正反应为体积减小的放热反应，故Y为温度，则X为压强，增大压强平衡正向移动，φ(NH3)增大，a点的数值比b点小，故答案为：小；温度；随Y值增大，φ(NH3)减小，平衡N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0向逆反应方向移动，故Y为温度；
(4)A．I为恒温恒容，随反应进行压强减小，Ⅱ为恒温恒压，Ⅱ等效为在I的基础上增大压强，平衡正向移动，Ⅱ中反应物转化率大于Ⅰ，放出热量：Ql＜Q2，故A正确；B．Ⅲ为恒容绝热，随反应进行温度升高，I为恒温恒容，Ⅲ等效为在I的基础上升高温度，平衡逆向移动，N2的转化率：I＞III，故B正确；C．平衡常数只受温度影响，温度相同，平衡常数相同，则平衡常数：II=I，故C错误；D．Ⅱ等效为在I的基础上增大压强，平衡正向移动，则达平衡时氨气的体积分数：I＜II，故D错误；故答案为：AB；
(5)溶液呈中性，则c(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒：c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-)，则c(NH4+)＞c(SO42-)，故答案为：＞；
(6)原电池负极发生氧化反应，氨气在负极失去电子，与电解质氧化传导的O2-结合生成氮气与水，负极电极反应式为：2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O，故答案为：2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O。
小学夺冠AB卷系列答案
