(2010•宝鸡三模)合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义,寻找方便廉价的合成氨方法自然成为化学科技工作者的研究方向.

1个回答

  • 解题思路:(1)利用三段式解题法,求各组分平衡时的物质的量、转化的物质的量,代入v(H2)=

    △c

    (H

    2

    )

    △t

    ,α(N2)=

    △n

    (N

    2

    )

    n

    (N

    2

    )

    开始

    ×100%,平衡常数k=

    [c

    (NH

    3

    )]

    2

    c

    (N

    2

    )

    •[c

    (H

    2

    )]

    3

    计算;

    (2)平衡常数不变,不改变温度,根据其它影响因素解答;

    (3)根据盖斯定律,利用热化学方程式乘以适当数值相叠加,构造出目标热化学方程式;

    (4)总反应式减去负极电极反应式,即为正极电极反应式.

    (1)利用三段式解题法,求各组分平衡时的物质的量、转化的物质的量.

    2min末时反应恰好达平衡,此时生成了0.8mol NH3

    N2(g)+3H2(g)

    2NH3(g);

    开始(mol):1.2 3.2 0

    变化(mol):0.4 1.2 0.8

    平衡(mol):0.8 2 0.8

    所以v(H2)=

    △c(H2)

    △t=

    △n(H2)

    V

    △t=

    1.2mol

    2L

    2min=0.3mol/(L•min),

    α(N2)=

    △n(N2)

    n(N2)开始×100%=[0.4mol/1.2mol]×100%=33.3%,

    平衡常数k=

    [c(NH3)]2

    c(N2)•[c(H2)]3=

    [

    0.8mol

    2L]2

    0.8mol

    2L×[

    2mol

    2L]3=0.4mol-2•L2

    故答案为:0.3mol/(L•min);33.3%;0.4mol-2•L2

    (2)平衡常数不变,不改变温度.增大反应物浓度或降低生成物的浓度,平衡向正反应移动.故可以增大反应物的浓度,或将氨气从混合体系中分离出去.反应前后气体体积减小,可以增大压强,平衡向正反应移动.

    故答案为:增大压强(或增大反应物的浓度,或将氨气从混合体系中分离出去);

    (3)已知:①N2(g)+O2(g)═2NO(g);△H=180.5kJ/mol

    ②4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g);△H=一905kJ/mol

    ③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g);△H=-483.6kJ/mol

    ①+③×[3/2]-②×[1/2]得:N2(g)+3H2(g)

    2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol,

    故答案为:N2(g)+3H2(g)

    2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol;

    (4)总反应式为N2+3H2=2NH3

    负极的电极反应为3H2-6e-═6H+

    总反应式减去负极电极反应式,即为正极电极反应式,

    所以正极电极反应式为:N2+6H++6e-═2NH3,故答案为:N2+6H++6e-═2NH3

    点评:

    本题考点: 化学平衡的计算;热化学方程式;电极反应和电池反应方程式;化学平衡的影响因素.

    考点点评: 本题考查化学平衡计算、平衡常数、热化学方程式、原电池等,综合较大,难度中等,注意两电极反应式相加得总反应式时,两电极得失电子数应相等.