Question

【題目】氨氣是重要的化工原料，工業上由N2和H2在一定條件下合成。

(1)已知H2的標準燃燒熱為△H1＝－akJ·mol－1，NH3的標準燃燒熱為△H2＝－bkJ·mol－1。則合成氨反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的△H3＝_________ kJ·mol-1 (用含a、b的代數式表示)。

(2)合成氨反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在一定溫度下能自發進行，則△H3______0(填“>”或“<”)，原因是__________。

(3)一定溫度下，向體積為2L的密閉容器中通入一定量的N2和H2反生反應，有關物質的量隨反應時間的變化如圖所示。該溫度下，反應的平衡常數為_________________。

若在t4時刻，同時向體系中再通入0.5 mol N2和1moNH3，t5時刻重新達到平衡，請在下圖中畫出t4~t6時間段逆反應速率隨時間的變化圖_____________。

(4)文獻報道，常壓下把氫氣和用氦氣稀釋的氮氣分別通入一個加熱到570℃的電解池中，采用高質子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H＋)為介質可在電極上直接生成氨氣。陰極的反應方程式為___________。

Answer 1

【答案】-3a+2b < 此反應熵是減少即△S<0，要讓此反應發生則△H<0 1000

【解析】

（1）已知H2的標準燃燒熱為△H1＝－akJ·mol－1，NH3的標準燃燒熱為△H2＝－bkJ·mol－1，可寫出對應的熱化學方程式，， 則要得到N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，根據蓋斯定律，△H3＝-3a+2b；

（2）合成氨反應在一定溫度下能自發進行，則反應放熱，△H3＜0，此反應熵是減少即△S<0，要讓此反應發生則△H<0；

（3）根據圖像可知，平衡時，氫氣剩余0.2mol，氮氣剩余0.5mol，氨氣剩余1mol，平衡常數為，若在t4時刻，同時向體系中再通入0.5 mol N2和1moNH3，此時的，平衡逆向進行，可得到圖像 ；

（4）陰極發生還原反應，因此是氮氣放電，電極方程式為。