题目内容
利用N2和H2可以实验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．请冋答下列问题：（1）巳知：
N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol N2（g）+3H2（g）? 2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol
则氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为
（2）某科研小组研究在．恒温、恒容（容器容积为2L）下反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的变化．初始条件n（H2）=3mol、n（N2）=1mol，反应达到平衡时H2的转化率为60%，NH3出的体积分数为X%．
①此条件下反应的平衡常数K=
②若初始条件为n（NH3）=2mol，反应达到平衡时NH3的转化率为
③若初始条件n（H2）=6mol、n（N2）=2mol，反应达到平衡时NH3的体积分数
（3）现有以NO2、O2、N2O3、熔融盐NaNO3组成的燃料电池，装置如图．石墨I是电池的
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,常见化学电源的种类及其工作原理,化学平衡常数的含义,化学平衡的计算
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）根据盖斯定律，由已知热化学方程式通过相互加减等，得到所求热化学方程式；
（2）①在化学平衡常数的表达式中，只列入气态物质和溶液；
②利用三段式法求解．
③根据平衡移动原理，恒温、恒容容器中，浓度对化学平衡移动的影响解答，增大反应物的浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大；
（3）根据正极发生还原反应，负极发生氧化反应来判断，氧气发生还原反应Ⅱ是正极，故Ⅰ是负极；书写电极反应式时注意电解质成分，若为熔融物，则应在电极上生成相应离子电极Ⅱ通入的是O2、N2O5，O2发生还原反应，N2O5价态不变，又电解质是熔融盐NaNO3，应生成NO3-，据此分析．
（2）①在化学平衡常数的表达式中，只列入气态物质和溶液；
②利用三段式法求解．
③根据平衡移动原理，恒温、恒容容器中，浓度对化学平衡移动的影响解答，增大反应物的浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大；
（3）根据正极发生还原反应，负极发生氧化反应来判断，氧气发生还原反应Ⅱ是正极，故Ⅰ是负极；书写电极反应式时注意电解质成分，若为熔融物，则应在电极上生成相应离子电极Ⅱ通入的是O2、N2O5，O2发生还原反应，N2O5价态不变，又电解质是熔融盐NaNO3，应生成NO3-，据此分析．
解答：
解：（1）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
据盖斯定律，①×2-②×2+③×3得：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.0kJ/mol，
故答案为：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.0kJ/mol；
（2）①据H2的转化率可求得反应的H2 3mol×60%=1.8mol，浓度为0.9mol/L，则有
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
反应前（mol/L） 0.5 1.5 0
反应了（mol/L） 0.3 0.9 0.6
平衡后（mol/L） 0.2 0.6 0.6
所以：K=
=8.3，
故答案为：8.3；
②相同条件下，初始时加入n（H2）=3mol、n（N2）=1mol和加入n（NH3）=2mol，按等效平衡理论，达到平衡状态时，各物质的组成完全相同，
则有 N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
反应前（mol/L） 0 0 1
反应了（mol/L） 0.2 0.6 0.4
平衡后（mol/L） 0.2 0.6 0.6
α（NH3）=
×100%=40%，
故答案为：40%；
③因为体积为2L不变，增大反应物的量，相当于加压，平衡正向移动，NH3的体积分数比原平衡大；取出0.5molNH3等于少加了0.25molN2和0.75molH2，但相对于原平衡，还是增大反应物的量，平衡正向移动，NH3的体积分数还是比原平衡大，
故答案为：＞；＞；
（3）原电池中正极发生还原反应，负极发生氧化反应，电极Ⅰ通入的是NO2，电极Ⅱ通入的是O2和N2O5，氧气发生还原反应，故电极Ⅱ是正极，电极Ⅰ是负极；
电解质溶液是有熔融盐NaNO3组成，在电极Ⅱ通入的O2和N2O5应生成NO3-，故应为O2+4e-+2N2O5=4NO3-．
故答案为：负极；O2+4e-+2N2O5=4NO3-．
②N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
③2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol
据盖斯定律，①×2-②×2+③×3得：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.0kJ/mol，
故答案为：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.0kJ/mol；
（2）①据H2的转化率可求得反应的H2 3mol×60%=1.8mol，浓度为0.9mol/L，则有
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
反应前（mol/L） 0.5 1.5 0
反应了（mol/L） 0.3 0.9 0.6
平衡后（mol/L） 0.2 0.6 0.6
所以：K=
| 0．62 |
| 0.2×0．63 |
故答案为：8.3；
②相同条件下，初始时加入n（H2）=3mol、n（N2）=1mol和加入n（NH3）=2mol，按等效平衡理论，达到平衡状态时，各物质的组成完全相同，
则有 N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
反应前（mol/L） 0 0 1
反应了（mol/L） 0.2 0.6 0.4
平衡后（mol/L） 0.2 0.6 0.6
α（NH3）=
| 0.4 |
| 1 |
故答案为：40%；
③因为体积为2L不变，增大反应物的量，相当于加压，平衡正向移动，NH3的体积分数比原平衡大；取出0.5molNH3等于少加了0.25molN2和0.75molH2，但相对于原平衡，还是增大反应物的量，平衡正向移动，NH3的体积分数还是比原平衡大，
故答案为：＞；＞；
（3）原电池中正极发生还原反应，负极发生氧化反应，电极Ⅰ通入的是NO2，电极Ⅱ通入的是O2和N2O5，氧气发生还原反应，故电极Ⅱ是正极，电极Ⅰ是负极；
电解质溶液是有熔融盐NaNO3组成，在电极Ⅱ通入的O2和N2O5应生成NO3-，故应为O2+4e-+2N2O5=4NO3-．
故答案为：负极；O2+4e-+2N2O5=4NO3-．
点评：本题主要考查盖斯定律的应用、化学平衡常数及三段式法计算、化学平衡的移动、燃料电池及电极反应式书写，考查范围广，难度大，值得一做．
练习册系列答案
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为配制1mol/L的硫酸100mL需10mol/L硫酸的体积及配液时应选用容量瓶规格分别为（ ）
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