Question

（1）N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）　ΔH＝－94.4 kJ·mol－1。恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示。

①在1 L容器中发生反应，前20 min内，v（NH3）＝________，放出的热量为________。

②25 min时采取的措施是_______________________；

③时段Ⅲ条件下反应的平衡常数表达式为________（用具体数据表示）。

（2）电厂烟气脱离氮的主反应①：4NH3（g）＋6NO（g）5N2（g）＋6H2O（g），副反应②：2NH3（g）＋8NO （g） 5N2O（g）＋3H2O（g）　ΔH＞0。测得平衡混合气中N2和N2O含量与温度的关系如图。在400～600 K时，平衡混合气中N2含量随温度的变化规律是________，导致这种变化规律的原因是________（任答合理的一条原因）。

（3）直接供氨式燃料电池是以NaOH溶液为电解质的。电池反应为4NH3＋3O2=2N2＋6H2O，则负极电极反应式为________。

 

Answer 1

（1）①0.050 mol·（L·min）－1　47.2 kJ

②将NH3从反应体系中分离出去

③

（2）随温度升高，N2的含量降低　主反应为放热反应，升温使主反应的平衡左移（或者副反应为吸热反应，升温使副反应的平衡右移，降低了NH3和NO浓度，使主反应的平衡左移）

（3）2NH3＋6OH－－6e－=N2＋6H2O

【解析】（1）由题给图像可知，前20 min氨的浓度变化为1.00 mol/L，则v（NH3）＝＝0.05 mol/（L·min），生成NH3的物质的量为1.00 mol，由热化学方程式可知放出热量为47.2 kJ。25 min时，氨的浓度为零，而氮气和氢气的浓度瞬时不变，所以应该是将氨从反应体系中分离出去；时段Ⅲ条件下，氢气浓度为0.75 mol/L，氨气为0.5 mol/L，氮气为0.25 mol/L。（2）由图可知，N2的浓度随温度的升高而减小。（3）由电池反应可知，NH3中的N失电子，所以负极NH3发生氧化反应，正极反应为3O2＋12e－＋6H2O=12OH－，总反应减去正极反应得负极反应。

点拨：本题考查化学平衡和原电池，考查考生判断、分析、探究能力。难度中等。