题目内容
19．N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4KJ/mol．在500℃、20MPa时，将N2和H2通入到体积为2L的密闭容器中，反应过程中各种物质的物质的量变化如图1所示：
（1）10min内用NH3表示该反应的平均速率，v（NH3）=0.005mol/（L．min）．
（2）在10-20min内NH3浓度变化的原因可能是a（填字母）．
a．加了催化剂 b．降低温度 c．增加NH3的物质的量
（3）该可逆反应达到平衡的标志是c e（填字母）
a.3v（H2）正=2v（NH3）逆
b．混合气体的密度不再随时间变化
c．容器内的总压强不再随时间而变化
d．N2、H2、NH3的分子数之比为1：3：2
e．单位时间生成mmolN2的同时消耗3mmolH2
f．amolN=N键断裂的同时，有6amolN-M键合成
（4）第一次平衡时，平衡常数K1=$\frac{（\frac{0.3}{2}）^{2}}{\frac{0.25}{2}×（\frac{0.15}{2}）^{3}}$（用数学表达式表示）．NH3的体积分数是45.5%（保留2位小数）．
（5）在反应进行到25min时，曲线发生变化的原因是分离出0.1molNH3．
（6）已知：
N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
N2（g）+3H2?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol
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；
（7）安阳燃料电池具有很大的发展潜力．安阳燃料电池工作原理如图2所示：
①b电极的电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-；
②一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是由于电池反应生成水，4NH3+3O2=2N2+6H2O，所以电解质中氢氧根浓度减小，即碱性减弱，pH减小，为维持碱溶液的浓度不变需要向装置中补充KOH．
分析 （1）根据反应速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算；
（2）根据图象知，平衡向正反应方向移动，10min时是连续的，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明为使用催化剂；
（3）反应N2（g）+3H2（g）=2NH3
a．平衡时，应有2v（H2）正=3v（NH3）逆；
b．混合气体的密度一直不随时间变化而变化；
c．容器内的总压强不再随时间的变化，说明气体的物质的量不变；
d．N2、H2、NH3的分子数之比为1：3：2，任何时刻都成立；
e．单位时间生成mmolN2的同时消耗3mmolH2，方向相反成正比例；
f．a mol N≡N键断裂的同时，有6a mol N-H键形成，方向相同，不能作为平衡的判断；
（4）化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，第2次平衡时NH3的体积分数等于氨气的含量；
（5）25分钟，NH3的物质的量突然减少，而H2、N2的物质的量不变，说明应是分离出NH3；
（6）根据盖斯定律来求反应的焓变，然后根据反应放出的热量与物质的量成正比；
（7）①燃料电池中，负极上是燃料氨发生失电子的氧化反应；
②根据电极反应式结合氢离子和氢氧根离子浓度的变化来确定溶液pH的变化，从而解答．
解答 解：（1）根据反应速率v（NH3）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{（0.1-0）mol}{2L}}{10min}$=0.005mol/（L．min），故答案为：0.005mol/（L．min）；
（2）由图象可知各组分物质的量变化增加，且10min时变化是连续的，20min达平衡时，△n（N2）=0.025mol×4=0.1mol，
△n（H2）=0.025mol×12=0.3mol，△n（NH3）=0.025mol×8=0.2mol，物质的量变化之比等于化学计量数之比，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明10min可能改变的条件是使用催化剂，降低温度，应该反应速率减小，增加NH3物质的量，逆反应速率增加的倍数大，故只有使用催化剂符合，
故选a，
故答案为：a；
（3）反应N2（g）+3H2（g）=2NH3
a．平衡时，应有2v（H2）正=3v（NH3）逆，故a错误；
b．混合气体的密度一直不随时间变化而变化，故b错误；
c．容器内的总压强不再随时间的变化，说明气体的物质的量不变，反应达平衡状态，故c正确；
d．N2、H2、NH3的分子数之比为1：3：2，任何时刻都成立，故d错误；
e．单位时间生成mmolN2的同时消耗3mmolH2，方向相反成正比例，反应达平衡状态，故e正确；
f．a mol N≡N键断裂的同时，有6a mol N-H键形成，方向相同，不能作为平衡的判断，故错误；故选：c e，
故答案为：ce；
（4）化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，由图象可知，20min达平衡时，n（N2）=0.025mol×10=0.25mol，n（H2）=0.025mol×6=0.15mol，n（NH3）=0.025mol×12=0.3mol，所以所以其平衡常数K=$\frac{{C}^{2}（N{H}_{3}）}{C（N{\\;}_{2}）{C}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{（\frac{0.3}{2}）^{2}}{\frac{0.25}{2}×（\frac{0.15}{2}）^{3}}$；第2次平衡时NH3的体积分数=$\frac{2.5mol}{2.5mol+2.25mol+0.75mol}$×100%=45.5%，
故答案为：$\frac{（\frac{0.3}{2}）^{2}}{\frac{0.25}{2}×（\frac{0.15}{2}）^{3}}$；45.5%；
（5）第25分钟，NH3的物质的量突然减少，而H2、N2的物质的量不变，说明应是分离出NH3；由图象可以看出，当反应进行到时35-40min，各物质的量不变，说明反应达到第二次平衡状态，平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，所以抽去0.1mol氨，
故答案为：分离出0.1molNH3；
（6）①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol，
②N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，
③2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol，
由盖斯定律①×2-②×2+③×3得：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=905kJ/mol；
则17g 即1mol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$\frac{1}{4}$×905kJ≈226.3kJ，
故答案为：226.3kJ；
（7）①燃料电池中，负极上是燃料氨发生失电子的氧化反应，a电极通入的是氨气，为负极，负极上燃料氨气失电子发生氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，b电极为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
②反应一段时间后，由于电池反应生成水，4NH3+3O2=2N2+6H2O，所以电解质中氢氧根浓度减小，即碱性减弱，pH减小，为维持碱溶液的浓度不变需要向装置中补充KOH，
故答案为：由于电池反应生成水，4NH3+3O2=2N2+6H2O，所以电解质中氢氧根浓度减小，即碱性减弱，pH减小，为维持碱溶液的浓度不变需要向装置中补充KOH．
点评 本题考查化学平衡的计算、平衡移动的影响因素以及平衡状态的判断，注意对图象的分析，题目难度中等．
| A． | Na2SO3 | B． | Na2SO4 | C． | K2SO4 | D． | NaHSO4 |
| A． | 均增大 | B． | 均不变 | C． | ①增大，②不变 | D． | ①减小，②不变 |
| 选项 | 实验目的 | 实验操作 |
| A | 配制CuSO4溶液 | 将硫酸铜晶体溶于热水中，然后稀释 |
| B | 除去试管内壁的银镜 | 加入浓氨水浸泡，再用蒸馏水洗涤 |
| C | 提纯含少量乙酸的乙醇（乙醇沸点78.5℃） | 加入生石灰后进行蒸馏，收集78.5℃馏分 |
| D | 证明HClO为弱酸 | 用洁净的玻璃棒蘸取NaClO溶液在pH试纸上，待试纸变色后与标准比色对照 |
| A． | A | B． | B | C． | C | D． | D |
| A． | Na2O属于碱性氧化物 | |
| B． | Na2CO3长期暴露在空气中变为NaHCO3 | |
| C． | NaOH溶液保存在带玻璃塞的玻璃瓶中 | |
| D． | 向NaHCO3溶液中滴加稀盐酸，开始时无想象，一段时间后有气泡产生 |
| A． | NF3分子的空间构型为三角锥形 | |
| B． | 叠氮酸（HN3）是一种弱酸，可部分电离出H+和N3-，则N2O与N3-互为等电子体 | |
| C． | 叠氮化物与Co3+等形成配合物，如：[Co（N3）（NH3）5]SO4，则其中钴的配位数为8 | |
| D． | NaN3与KN3的结构类似，则NaN3的晶格能大于KN3的晶格能 |
| A． | 平衡时，X 的转化率为50% | |
| B． | 该握度下平衡常数K=10（10mol•L-1）-1 | |
| C． | 10min内生成物Z 的反应速率0.02mol•L-1•min-1 | |
| D． | 若Y是有色气体，只压缩容器的体积，则体系颜色变浅 |
