题目内容
氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．请回答下列问题：
（1）在固定体积的密闭容器中，进行合成氨的反应，测得压强变化和NH3的含量关系如下表所示，请完成下列问题：
①结合实验数据，你得出的结论是： ．
②下列能判断该反应达到化学平衡状态的依据是： （填序号）．
A．v（N2）（正）=3v（H2）（逆） B．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2
C．混合气体的密度保持不变 D．NH3的生成速率等于NH3的分解速率
E．容器内压强保持恒定 F．混合气体的平均相对分子质量保持不变
（2）若有甲、乙两个容积相同且不变的密闭容器，向甲容器中加入1mol N2和3mol H2，在一定条件下到达平衡时放出热量为Q1 kJ；在相同的条件下，向乙容器中加入2mol NH3达到平衡后吸收热量为Q2 kJ，已知Q2=3Q1．则甲容器中H2的转化率为 ．
（3）最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实现氨的电解法合成，大大提高了氮气和氢气的转化率．总反应式为：N2+3H2
2NH3．则在电解法合成氨的过程中，应将H2不断地通入 极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）；在另一电极通入N2，该电极反应式为 ．
（1）在固定体积的密闭容器中，进行合成氨的反应，测得压强变化和NH3的含量关系如下表所示，请完成下列问题：
| 压强（MPa） | 1 | 5 | 10 | 30 | 60 | 100 |
| NH3% | 2.0 | 9.2 | 16.4 | 35.5 | 53.6 | 69.4 |
②下列能判断该反应达到化学平衡状态的依据是：
A．v（N2）（正）=3v（H2）（逆） B．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2
C．混合气体的密度保持不变 D．NH3的生成速率等于NH3的分解速率
E．容器内压强保持恒定 F．混合气体的平均相对分子质量保持不变
（2）若有甲、乙两个容积相同且不变的密闭容器，向甲容器中加入1mol N2和3mol H2，在一定条件下到达平衡时放出热量为Q1 kJ；在相同的条件下，向乙容器中加入2mol NH3达到平衡后吸收热量为Q2 kJ，已知Q2=3Q1．则甲容器中H2的转化率为
（3）最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实现氨的电解法合成，大大提高了氮气和氢气的转化率．总反应式为：N2+3H2
| 通电 |
| 一定条件 |
考点：化学平衡状态的判断,原电池和电解池的工作原理,化学平衡的计算
专题：化学平衡专题,电化学专题
分析：（1）随着压强的增大，氨气的含量增大；
（2）化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确结论；
（3）根据等效平衡进行计算；
（4）根据电解原理进行判断，书写电极反应式．
（2）化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确结论；
（3）根据等效平衡进行计算；
（4）根据电解原理进行判断，书写电极反应式．
解答：
解：（1）随着压强的增大，氨气的含量增大，故压强增大，平衡向气体体积缩小方向移动，NH3%增大，
故答案为：压强增大，平衡向气体体积缩小方向移动，NH3%增大；
（2）A．氮气与氢气的化学计量数之比为3：1，故3v（N2）（正）=v（H2）（逆），故A错误；
B．平衡时各物质的浓度之比取决于物质的起始浓度和转化率，故各物质的浓度之比不能作为判断是否达到平衡状态的依据，故B错误，
C．密度=
，总质量不变，体积也不变，故混合气体的密度保持不变不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故C错误；
D．NH3的生成速率等于NH3的分解速率，即正逆反应速率相等，故D正确；
E．反应前后气体的化学计量数之和不等，故容器内压强保持恒定可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故E正确；
F．平均相对分子量=
，总质量不变，总物质的量在变，故混合气体的平均相对分子质量保持不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故F正确，
故答案为：DEF；
（3）甲容器中加入1mol N2和3mol H2，乙容器中加入2mol NH3，两者是等效平衡，且Q2=3Q1，故1mol N2和3mol H2完全转化所放出的热量为Q=Q2+Q1，即Q=4Q1，故甲容器中H2的转化率为
=
=25%，故答案为25%；
（4）电解池的阳极失电子，发生氧化反应，在合成氨中氢气失电子，故应将H2不断地通入阳极；阴极通入N2，得电子，发生还原反应，电极反应式为N2+6H++6e-=2NH3，故答案为：N2+6H++6e-=2NH3．
故答案为：压强增大，平衡向气体体积缩小方向移动，NH3%增大；
（2）A．氮气与氢气的化学计量数之比为3：1，故3v（N2）（正）=v（H2）（逆），故A错误；
B．平衡时各物质的浓度之比取决于物质的起始浓度和转化率，故各物质的浓度之比不能作为判断是否达到平衡状态的依据，故B错误，
C．密度=
| 总质量 |
| 体积 |
D．NH3的生成速率等于NH3的分解速率，即正逆反应速率相等，故D正确；
E．反应前后气体的化学计量数之和不等，故容器内压强保持恒定可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故E正确；
F．平均相对分子量=
| 总质量 |
| 总物质的量 |
故答案为：DEF；
（3）甲容器中加入1mol N2和3mol H2，乙容器中加入2mol NH3，两者是等效平衡，且Q2=3Q1，故1mol N2和3mol H2完全转化所放出的热量为Q=Q2+Q1，即Q=4Q1，故甲容器中H2的转化率为
| Q1 |
| Q |
| 1 |
| 4 |
（4）电解池的阳极失电子，发生氧化反应，在合成氨中氢气失电子，故应将H2不断地通入阳极；阴极通入N2，得电子，发生还原反应，电极反应式为N2+6H++6e-=2NH3，故答案为：N2+6H++6e-=2NH3．
点评：本题考查化学平衡的影响因素、化学平衡的特征、等效平衡和电解原理，综合性较强，难度较大．
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