Question

氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料．

Answer 1

解题思路：（1）碱性燃料电池中，负极上燃烧失电子发生氧化反应；（2）当可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的质量、百分含量及浓度不变；（3）同一温度下，容器中气体压强与总的物质的量成正比，根据压强计算平衡时混合气体的物质的量，再根据v=△C△t计算氮气的平均反应速率；根据平衡时各物质的浓度计算其平衡常数；（4）根据盖斯定律书写其热化学反应方程式；增大体积，相当于减小压强，可逆反应向气体体积增大的方向移动，根据平衡常数不变进行计算．

（1）碱性燃料电池中，负极上燃烧失电子发生氧化反应，所以该原电池中负极上氨气失电子和氢氧根离子反应生成氮气和水，电极反应式为2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O，故答案为：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O；

（2）A．2v（H₂）_正=3v（NH₃）_逆时，该反应达到平衡状态，所以3v（H₂）_正=2v（NH₃）_逆时该反应没有达到平衡状态，故错误；

B．单位时间生成m mol N₂的同时消耗3m mol H₂，正逆反应速率相等，所以该反应达到平衡状态，故正确；C．容器内的总压强不再随时间而变化，反应体系中各物质的浓度不变，所以达到平衡状态，故正确；

D．无论该反应是否达到平衡状态，混合气体的密度不随时间变化，所以密度不能作为判断依据，故错误；

E．a molN≡N键断裂的同时，有6amolN-H键断裂，正逆反应速率相等，所以该反应达到平衡状态，故正确；

F．N₂、H₂、NH₃的分子数之比为1：3：2时该反应不一定达到平衡状态，与反应物的初始浓度及转化率有关，故错误；

故选BCE；

（3）同一温度下，容器中气体压强与总的物质的量成正比，设平衡状态时混合气体的物质的量为x，

16.80：12.60=（1+3）mol：x，x=[4mol×12.60/16.80]=3，所以平衡时混合气体的物质的量为3mol，

设参加反应的氮气的物质的量为y，

N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）物质的量减少

1mol 2mol

y（4-3）mol

1mol：2mol=y：（4-3）mol，

y=

1mol×(4−3)mol

2mol=0.5mol，

则从反应开始到25min时，以N₂表示的平均反应速率=

0.5mol

2L

25min=0.01mol/（L．min），

平衡时，c（N₂）=[0.5mol/2L]=0.25mol/L、c（H₂）=[3mol−3×0.5mol/2L]=0.75mol/L、c（NH₃）=[0.5mol×2/2L]=0.5mol/L，化学平衡常数K=[0.5×0.5

0.25×(0.75)3（ mol/L）^-2=2.37（ mol/L）^-2，

故答案为：0.01 mol/（L．min）；2.37（ mol/L）^-2；

（4）①2NH₃（g）+CO₂（g）═NH₂CO₂NH₄（s）△H=-l59.5kJ•mol^-1

②NH₂CO₂NH₄（s）⇌CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+116.5kJ•mol^-1

③H₂O（1）═H₂O（g）△H=+44.0kJ•mol^-1

将方程式①+②-③得2NH₃（g）+CO₂（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-87.0 kJ•mol^-1，

增大容器容积时，假设平衡不移动，压强与体积成反比，所以其压强为原来的

2/3]，实际上增大容器体积，压强减小，平衡向正反应方向移动，温度不变，平衡常数不变，最终水蒸气浓度不变，所以压强为aPa，即P[H₂O（g）]的取值范围是[2/3]a＜P[H₂O（g）]≤a，

故答案为：2NH₃（g）+CO₂（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-87.0 kJ•mol^-1；[2/3]a＜P[H₂O（g）]≤a．

点评：

本题考点： 用化学平衡常数进行计算；热化学方程式；化学电源新型电池；反应速率的定量表示方法；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算．

考点点评： 本题考查较综合，涉及化学平衡计算、平衡判断、原电池原理等知识点，侧重考查知识运用能力，化学平衡判断时只有“反应前后改变的物理量”才能作为判断依据，难点是（4）题，注意反应方程式②的特点，题目难度中等．