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科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷(可傳遞H+)，實現了低溫常壓下高轉化率的電化學合成氨，其實驗原理如圖所示，則陰極的電極反應式為________．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

（2010?南京二模）（1）在一定條件下，將1mol N2與3mol H2混合于一個10L密閉容器中，反應在不同溫度下達到平穩(wěn)時NH3的濃度如圖1所示．其中，溫度為T1時平穩(wěn)混合氣體中氨的體積分數為25%．

①當溫度由T1變化到T2時，平穩(wěn)常數KA
＞
＞
KB（填“＞”、“＜”或“=”）
②T1溫度達到平衡時N2的轉化率為
40%
40%
．
（2）根據最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3的TiO2）表面與水發(fā)生下列反應：2N2（g）+6H2O（l）?4NH3（g）+3O2（g）此反應的△S
＞
＞
0（填“＞”、“＜”或“=”）△H
+1530kJ/mol
+1530kJ/mol
．
（已知：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△=-92.44kJ/mol2H2（g）+O2（g）?2H2O（l）△H=-571.6kJ/mol）
（3）科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷（可傳遞H+），實現了低溫常壓下高轉化率的電化學合成氨，其實驗原理如圖2所示，則陰極的電極反應式為
N2+6e-+6H+=2NH3
N2+6e-+6H+=2NH3
．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2011?門頭溝區(qū)模擬）科學家一直致力于“人工固氮”的方法研究．
（1）目前合成氨的技術原理為：（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ/molN2
該反應的能量變化如圖1所示．
①在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E2的變化是：
減小
減小
．（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②將一定量的N2（g）和H2（g）放入1L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下達到平衡，測得N2為0.1mol，H2為0.3mol，NH3為0.1mol．該條件下H2的轉化率為
33.3%
33.3%
．
③欲提高②容器中H2的轉化率，下列措施可行的是
AD
AD
．
A．向容器中按原比例再充入原料氣
B．向容器中再充入惰性氣體
C．改變反應的催化劑
D．液化生成物分離出氨
（2）1998年希臘亞里士多德大學的兩位科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷（能傳導H+），從而實現了高轉化率的電解法合成氨．其實驗裝置如圖2所示．陰極的電極反應式為
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
．
（3）根據最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常 壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3和TiO2）表面與水發(fā)生下列反應：2N2（g）+6H2O（l）4NH3（g）+3O2（g）；△H=a kJ/mol
進一步研究NH3生成量與溫度關系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數據如下：
T/K 303 313 323
NH3生成量/（10-6mol） 4.8 5.9 6.0
①此合成反應的a
大于
大于
0．（填“大于”、“小于”或“等于”）
N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；△H=-92.4kJ/mol
②已知
O2（g）+2H2（g）2H2O（l）；△H=-571.6kJ/mol則2N2（g）+6H2O（l）4NH3（g）+3O2（g）；△H=
kJ/mol
（4）NH4Cl溶液呈酸性，這是由于N
H
+
4
水解的緣故．則NH4Cl在重水（D2O）中水解的離子方程式是
NH4++D2O?NH3?HDO+D+
NH4++D2O?NH3?HDO+D+
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

氨是氮循環(huán)過程中的重要物質，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法．
（1）根據下圖提供的信息，寫出該反應的熱化學方程式
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ?mol-1
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ?mol-1
，如圖的曲線中
b
b
（填“a”或“b”）表示加入
鐵觸媒（催化劑）的能量變化曲線．

（2）在恒容容器中，下列描述中能說明上述反應已達平衡的是
BD
BD
．
A．3υ（H2）正=2υ（NH3）逆
B．單位時間內生成n mol N2的同時生成2n molNH3
C．容器內氣體的密度不隨時間的變化而變化
D．容器內壓強不隨時間的變化而變化
（3）500℃、50MPa時，在容積為1L的容器中加入1mol N2、3mol H2，反應達平衡后測得平衡常數為K，此時N2的轉化率為a．則K和a的關系是K=
4a2
27(1-a)4
4a2
27(1-a)4
．
（4）為了尋找合成NH3的適宜條件，某同學設計了三組實驗（如下表），請在下表空格處填入相應的實驗條件及數據．
實驗編號 T（℃） n （N2）/n（H2） P（MPa）
ⅰ 450 1/3 1
ⅱ 1/3 10
ⅲ 480 10
實驗編號 T（℃） n （N2）/n（H2） P（MPa）
ⅰ 450 1/3 1
ⅱ 1/3 10
ⅲ 480 10
（5）1998年希臘亞里斯多德大學的兩位科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷（能傳遞H+），實現了高溫常壓下高轉化率的電解合成氨．其實驗裝置如圖．陰極的電極反應式為
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用．請回答下列問題：

（1）如圖是N2和H2反應生成2molNH3過程中能量變化示意圖，請計算每生成1molNH3放出熱量為
46.1kJ
46.1kJ
．
（2）工業(yè)合成氨氣需要的反應條件非常高且產量低，而一些科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷（能傳遞HH+）實現氨的電化學合成，從而大大提高了氮氣和氫氣的轉化率．電化學合成氨過程的總反應式為：N2+3H2
         通電         
.
(一定條件)
2NH3，則在電化學合成氨的過程中，陰極反應式為
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
．
（3）在固定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H＜0，其化學平衡常數K與t的關系如下表：（已知K=
C(N2)?[C (H2) ]3
[C (NH3)]2
，C（N2）、C（H2）、C（NH3）分別為平衡濃度）
t/K 298 398 498 …
K/（mol?L-1）-2 4.1×106 K1 K2 …
請完成下列問題：
①試確定K1的相對大小，K1
＜
＜
4.1×106（填寫“＞”“=”或“＜”）
②下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據的是
C
C
（填序號字母）．
A．容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1：3：2     B．2v（N2）（正）=v（H2）（逆）
C．容器內壓強保持不變                       D．混合氣體的密度保持不變
（4）①NH4Cl溶液呈酸性，這是由于NH4+水解的緣故．則NH4Cl溶于重水（D2O）生成一水合氨和水合氫離子的化學式是
NH3?HDO和D3O+
NH3?HDO和D3O+
．
②某氨水的pH=x，某鹽酸的pH=y，x+y=14，且x＞11，將上述氨水和鹽酸等體積混合后，所得溶液中各種離子的濃度由大到小的順序為
B
B

A．C（Cl-）＞C（NH4+）＞C（H+）＞C（OH-）
B．C（NH4+）＞C（Cl-）＞C（OH-）＞C（H+）
C．C（Cl-）＞C（NH4+）＞C（OH-）＞C（H+）
D．C（NH4+）＞C（Cl-）＞C（H+）＞C（OH-）

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科目：高中化學 來源： 題型：

（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）；△H=+180.5kJ?mol-1
4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）：△H=-483.6kJ?mol-1
則N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的△H=
 
．
（2）在一定條件下，將2mol N2與5mol H2混合于一個10L的密閉容器中，反應情況如圖1所示：
①求5min內的平均反應速率v（NH3）
 
；
②達到平衡時NH3的體積分數為
 
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（3）近年來科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷（能傳遞H+）為介質，用吸附在它內外表面上的金屬鈀多品薄膜做電極，實現了高轉化率的電解法合成氨（裝置如圖2）．鈀電極A上發(fā)生的電極反應式是
 
．

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