Question

（2014•成都模拟）对工业合成氨条件的探索一直是化学工业的重要课题，现有如下两种合成氨的途径：

Answer 1

解题思路：（1）根据盖斯定律求出2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）反应方程式的反应热，然后根据燃烧热是1mol可燃物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，求出H₂燃烧热并书写热化学方程式；

（2）①平衡常数指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，化学平衡常数只与温度有关；根据“三段式”来进行计算得出结论；在恒温恒容的容器中压强之比等于气体的物质的量比；

②根据温度不变化学平衡常数不变结合“三段式”计算得出达到平衡时N₂转换率；

（3）①根据溶液呈电中性，溶液中阳离子所带的正电荷总数等于溶液中阴离子所带的负电荷总数进行解答；

②在该电解池中，Ir-Ru惰性电极有吸附O₂作用为氧气得电子发生还原反应，在酸性条件下生成过氧化氢；

③根据4NH₃+3O₂⇌2N₂+6H₂O，每转移12mol电子，处理4mol氨气，据此分析解答．

（1）N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=-90.0kJ/mol①

2N₂（g）+6H₂O（l）⇌4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530.0kJ/mol②

①×[2/3]-②×[1/3]，得：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=[2/3]×（-90 kJ•mol^-1）-1/3×（+1530 kJ•mol^-1）=-570kJ•mol^-1，燃烧热是1mol可燃物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，所以H₂的化学计量数为1，H₂燃烧热的热化学方程式为：H₂（g）+[1/2]O₂（g）═H₂O△H=-285.0kJ/mol，

故答案为：H₂（g）+[1/2]O₂（g）═H₂O△H=-285.0kJ/mol；

（2）①根据题意：甲容器N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g），

初始物质的量：0.4mol 1.2mol 0

变化物质的量：0.2mol 0.6mol 0.4mol

平衡物质的量：0.2mol 0.6mol 0.4mol

体积为2L，则C（N₂）=0.1mol/L，C（H₂）=0.3mol/L，C（NH₃）=0.2mol/L，平衡常数为K=

C2(NH3)

C(N2)×C3(H2)=

(0.2mol/L)2

0.1mol/L×(0.3mol/L)3=[400/27]，初始气体总物质的量=0.4mol+1.2mol=1.6mol，平衡时气体总物质的量：0.2mol+0.6mol+0.4mol=1.2mol，在恒温恒容的容器中压强之比等于气体的物质的量比；甲的压强P_平=[1.2/1.6]P₀=[3/4]P₀，

故答案为：[400/27]；[3/4]P₀；

②化学平衡常数只与温度有关，乙为恒温恒压，根据题意：乙容器2N₂（g）+6H₂O（l）⇌4NH₃（g）+3O₂（g），

初始物质的量：1.6mol 6mol 0 0

变化物质的量：0.2mol 0.6mol 0.4mol0.3mol

平衡物质的量：1.4mol 5.4mol 0.4mol 0.3mol

体积为2L，则C（N₂）=0.7mol/L，C（H₂O）=2.7mol/L，C（NH₃）=0.2mol/L，C（O₂）=0.15mol/L，平衡常数为K=

C3(O2)×C4(NH3)

C2(N2)×C6(H2O)=

点评：

本题考点： 热化学方程式；化学平衡的计算；电解原理．

考点点评： 本题考查较综合，涉及反应热的计算、化学平衡及化学平衡的计算、电极反应式的书写等，掌握平衡常数的应用、根据溶液的电中性判断离子浓度大小是解答该题的关键，题目难度中等．