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：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。實驗測得反應經5min后達到平衡，此時混合物的總物質的量為5.6mol，求：

(1)平衡時NH3的濃度為___mol·L-1。

(2)0~5min內，v(H2)=___mol·L-1·min-1。

(3)反應達到平衡時，N2的轉化率為___。

(4)下列圖象中能反映該反應的能量變化的是___(填標號)。

(5)若以N2和H2合成氨的反應設計如圖所示的原電池，則通入N2的一極為__(填“正”或“負")極；負極的電極反應式為___。

Answer 1

【答案】1.2 0.36 60%(或0.6) A 正 H2-2e-=2H+

【解析】

對于合成氨反應，可假設N2的物質的量的變化量，并由此建立三段式，然后利用混合氣的總量，求出各物質的變化量和平衡量，從而求出速率、反應物的轉化率及平衡濃度等；合成氨反應為放熱反應，反應物的總能量高于生成物的總能量；若將合成氨反應設計成原電池，則通N2的電極作正極，通H2的電極作負極，酸作電解質溶液。

設參加反應N2的物質的量為x，從而建立如下三段式；

2-x+6-3x+2x=5.6，x=1.2mol。

(1)平衡時NH3的濃度為=1.2mol·L-1。答案為：1.2；

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

(3)反應達到平衡時，N2的轉化率為=60%(或0.6)。答案為：60%(或0.6)；

(4)合成氨反應是一個放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，對照圖中反應物與生成物的能量關系，可確定答案為A。答案為：A；

(5)若以N2和H2合成氨的反應設計如圖所示的原電池，則N2得電子，通入正極，H2失電子，通入負極，則通入N2的一極為正極；電解質為酸，所以負極的電極反應式為H2-2e-=2H+。答案為：正；H2-2e-=2H+。