Question

【題目】某溫度下，向體積為2L的恒容密閉容器中通入2molN2和6molH2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)經(jīng)5min后達(dá)到平衡，此時(shí)混合物的總物質(zhì)的量為5.6mol，求：

(1)平衡時(shí)NH3的濃度為___mol·L-1。

(2)0~5min內(nèi)，v(H2)=___mol·L-1·min-1。

(3)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率為___。

(4)下列圖象中能反映該反應(yīng)的能量變化的是___(填標(biāo)號(hào))。

(5)若以N2和H2合成氨的反應(yīng)設(shè)計(jì)如圖所示的原電池，則通入N2的一極為__(填“正”或“負(fù)")極；負(fù)極的電極反應(yīng)式為___。

Answer 1

【答案】1.2 0.36 60%(或0.6) A 正 H2-2e-=2H+

【解析】

對(duì)于合成氨反應(yīng)，可假設(shè)N2的物質(zhì)的量的變化量，并由此建立三段式，然后利用混合氣的總量，求出各物質(zhì)的變化量和平衡量，從而求出速率、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率及平衡濃度等；合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量；若將合成氨反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則通N2的電極作正極，通H2的電極作負(fù)極，酸作電解質(zhì)溶液。

設(shè)參加反應(yīng)N2的物質(zhì)的量為x，從而建立如下三段式；

2-x+6-3x+2x=5.6，x=1.2mol。

(1)平衡時(shí)NH3的濃度為=1.2mol·L-1。答案為：1.2；

(2)0~5min內(nèi)，v(H2)== 0.36mol·L-1·min-1。答案為：0.36；

(3)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率為=60%(或0.6)。答案為：60%(或0.6)；

(4)合成氨反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，對(duì)照?qǐng)D中反應(yīng)物與生成物的能量關(guān)系，可確定答案為A。答案為：A；

(5)若以N2和H2合成氨的反應(yīng)設(shè)計(jì)如圖所示的原電池，則N2得電子，通入正極，H2失電子，通入負(fù)極，則通入N2的一極為正極；電解質(zhì)為酸，所以負(fù)極的電極反應(yīng)式為H2-2e-=2H+。答案為：正；H2-2e-=2H+。