Question

已知工業(yè)上合成氨的反應(yīng)為：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) △H＜0。在一體積為2L的密閉容積中，加入0.20mol的N₂和0.60mol的H₂，反應(yīng)中NH₃的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示，

請回答下列問題：

（1） 寫出該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式K="_____"

（2）反應(yīng)進行到4分鐘到達平衡。請計算從反應(yīng)開始到剛剛平衡，平均反應(yīng)速率v(NH₃) 為            ；

（3）5分鐘時，保持其它條件不變，把容器的體積縮小一半，平衡         移動（填“向逆反應(yīng)方向”、“向正反應(yīng)方向”或“不”）�；瘜W平衡常數(shù)將        （填“增大”、“減少”或“不變”）。

（4）N₂和H₂的反應(yīng)還有其它應(yīng)用。如：有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，分別以N₂、H₂為電極反應(yīng)物，以HCl—NH₄Cl溶液為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池，試寫出該電池的正極電極反應(yīng)式            。

 

Answer 1

【答案】

（1）  K＝；（2）    0.025mol.L^-1.min^-1       

（3） 正反應(yīng)方向          不變   （4）N₂＋6e^－＋8H^＋＝2NH₄^＋

【解析】

試題分析：（1）化學平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)方程式可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K＝。

（2）根據(jù)圖像可知，在反應(yīng)進行到4分鐘時，生成氨氣的物質(zhì)的量濃度是0.10mol/L，則用氨氣表示的反應(yīng)速率是0.10mol/L÷4min＝0.025mol.L^-1.min^-1。

（3）5分鐘時，保持其它條件不變，把容器的體積縮小一半，則壓強增大，平衡向正反應(yīng)方向移動。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變。

（4）原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。所以氫氣在負極通入，氮氣在正極通入，則正極電極反應(yīng)式是N₂＋6e^－＋8H^＋＝2NH₄^＋。

考點：考查平衡常數(shù)的、反應(yīng)速率、外界條件對平衡狀態(tài)和平衡常數(shù)的影響以及電極反應(yīng)式的書寫

點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題基礎(chǔ)性強，在注重對學生基礎(chǔ)知識的鞏固和訓(xùn)練的同時，側(cè)重對學生能力的培養(yǎng)和方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和抽象思維能力。