Question

【题目】氨是化学实验室及化工生产中的重要物质，应用广泛。N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ/mol

（1）在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应，起始投料时各物质浓度如下表：

	N2	H2	NH3
投料Ⅰ	1.0 mol/L	3.0 mol /L	0
投料Ⅱ	0.5 mol/L	1.5 mol/L	1.0 mol/L

①按投料Ⅰ进行反应，测得达到化学平衡状态时H2的转化率为40%，则该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为_____________。

②按投料Ⅱ进行反应，起始时反应进行的方向为________（填“正向”或“逆向”）。

③若升高温度，则合成氨反应的化学平衡常数________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

（2）L（L1、L2）、X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，合成氨反应中H2(g)的平衡转化率随X的变化关系。

ⅰ X代表的物理量是______。

ⅱ 判断L1、L2的大小关系，并简述理由：______。

（3）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下：

① 电极b上发生的是______反应（填“氧化”或“还原”）

② 写出电极a的电极反应式：_________。

Answer 1

【答案】K= 逆向 减小 温度 L2﹥L1，其他条件相同时，增大压强有利于平衡向气体体积缩小的方向移动，从而提高H2(g)的平衡转化率 。 还原 2NH3－6e－＋6OH－ = N2＋6H2O

【解析】

（1）根据平衡常数表达式

（1）① N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

起始浓度（mol/L） 1 3 0

转化浓度（mol/L） 0.4 1.2 0.8

平衡浓度（mol/L） 0.6 1.8 0.8

因为合成氨反应的平衡常数=生成物浓度的幂次方之积比上反应物浓度的幂次方之积，所以N2（g）+3H2（g）2NH3（g）的平衡常数表达式为K=c2（NH3）/c（N2）c3（H2）=0.82/（1.82×0.6），故答案为：K=0.82/（1.82×0.6）。

②按投料Ⅱ将氨气完全转化到右边，则与投料Ⅰ完全相同，为完全等效平衡，所以按投料Ⅱ进行反应，起始时反应进行的方向为逆向，故答案为：逆向。

③由题可知，合成氨为放热反应，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，所以反应的化学平衡常数变小，故答案为：减小。

（2）i.由图可知，X越大，氢气转化率越低，升高温度平衡向逆反应方向移动，则氢气转化率减小，则X表示温度，故答案为：温度。

ii.由N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0，温度高，氢气转化率小，压强大，平衡正向移动，氢气转化率大，图中等温度时L2对应的氢气转化率大，则压强L1＜L2，故答案为：L1＜L2；其他条件相同时，增大压强有利于平衡向气体体积缩小的方向移动，从而提高H2(g)的平衡转化率。

（3）①Pt电子通入氨气生成氮气，说明氨气被氧化，为原电池负极，则b为正极，氧气得电子被还原发生还原反应，故答案为：还原。

②因为a极为负极，负极是氨气发生氧化反应变成氮气，且OH﹣向a极移动参与反应，故电极反应式为2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O，故答案为：2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O。