Question

（2010?石景山区一模）利用N₂和H₂可以实现NH₃的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产．请回答下列问题：
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
若有17g氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为

226.3kJ

；
（2）某科研小组研究在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）反应的影响，实验结果如图2所示：（图中T表示温度，n表示物质的量）
①图象中T₁和T₂的关系是：T₁

＜

T₂（填“＞”、“＜”、“=”或“无法确定”）
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最高的是

c

（填字母标号），
③在起始体系中加入N₂的物质的量为

n

3

mol时，反应后氨的百分含量最大．若容器容积为1L，n=3mol反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则此条件下（T₂），反应的平衡常数K=

2.08（mol?L^-1）^-2

；
（3）N₂O₃是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注．
①一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₃可发生下列反应：2N₂O₃?4NO₂（g）+O₂△H＞0下表为反应在某温度下的部分实验数据则50s内NO₂的平均生成速率为

0.0592mol?L^-1?s^-1

V/s	0	50	100
c（N2O3）/mol?L-1	5.00	3.52	2.48

②现以H₂、O₂、熔融盐Na₂CO₃组成的燃料电池，采用电解法制备N₂O₃，装置如图1所示，其中Y为CO₂．写出石墨I电极上发生反应的电极反应式

H₂+CO₃^2-═CO₂+H₂O+2e^-

Answer 1

分析：（1）根据盖斯定律来求反应的焓变；
（2）①根据温度对化学平衡移动的影响知识来回答；
②根据a、b、c三点所表示的意义来回答；
③根据化学平衡状态是反应物的转化率最大，生成物的产率最大来回答；
（3）根据反应速率v=

△c

△t

来计算；
（4）根据氢氧燃料电池放电的规律和特点来回答．

解答：解：（1）17g氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的焓变=

1

4

（180.5kJ?mol^-1×2+92.4kJ?mol^-1×2-483.6×3）=-226.3 kJ?mol^-1，故答案为：226.3 kJ；   
（2）①反应为放热反应，温度升高化学平衡向着吸热方向进行，从T₁到T₂反应物氮气的量增加，故T₁＜T₂，故答案为：＜；
 ②b点代表平衡状态，c点又加入了氢气，故平衡向右移动，氮气的转化率增大，故答案为：c；
 ③当氮气和氢气的物质的量之比为1：3达平衡状态时，氨的百分含量最大，平衡点时产物的产率最大，据图示，当平衡时氢气的物质的量为n，故加入N₂的物质的量为

n

3

，当n=3mol反应达到平衡时，H₂的转化率为60%，故起始氮气浓度为1mol/l，变化的氢气浓度为1.8mol/l，变化的氮气浓度为0.6mol/l，平衡时氮气、氢气、氨气的浓度分别是0.4mol/l、1.2mol/l、1.2mol/l，据k=

[NH3]2

[H2]3?[N2]

=

1.22

1.23?0.4

=2.08 （mol?L^-1）^-2，故答案为：

n

3

； 2.08（mol?L^-1）^-2；
（3）①50s内N₂O₃的浓度变化量为1.48mol?L^-1，故NO₂的浓度变化量为2.96mol?L^-1，据v=

△c

△t

=

2.96mol/l

50s

=0.0592mol?L^-1?s^-1，故答案为：0.0592mol?L^-1?s^-1；  
②氢氧燃料电池中，氢气做负极，发生失电子成为氢离子的反应，在熔融盐Na₂CO₃的作用下，电极反应为：H₂+CO₃^2-═CO₂+H₂O+2e^-，故答案为：H₂+CO₃^2-═CO₂+H₂O+2e^-．

点评：本题是热化学和电化学的知识相结合的题目，难度较大，考查学生解决和分析问题的能力．