Question

【题目】合成氨是基本无机化工，氨是化肥工业和有机化工的主要原料，也是一种常用的制冷剂．
（1）图1是合成氨反应的能量与反应过程相关图（未使用催化剂）；图2是合成氨反应在2L容器中、相同投料情况下、其它条件都不变时，某一反应条件的改变对反应的影响图．①下列说法正确的是 ．
A．使用催化剂会使E1的数值增大
B．△H=﹣92.4kJmol﹣1
C．为了提高转化率，工业生产中反应的温度越低越好
D．在曲线A条件下，反应从开始到平衡，消耗N2的平均速率为 molL﹣1min﹣1
E．该反应的平衡常数KA＜KB
F．图2是不同压强下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图，且PA＜PB
②下列能说明该反应达到平衡状态的是
A．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2
B．v正（N2）=v逆（H2）
C．混合气体的密度保持不变
D．容器内压强保持不变
（2）合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：

温度/℃	200	300	400
K	1.0	0.86	0.5

400°C时，测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3molL﹣1、2molL﹣1、1molL﹣1时，此时刻该反应的v逆（N2）v正（N2） （填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）常温下向25mL0.1mol/LNH3H2O 溶液中，逐滴加入 0.2mol/L的HN3溶液，溶液的pH变化曲线如图3所示．A、B、C、D四个点中，水的电离程度最大的是；A点时溶液中各离子浓度由小到大的顺序为 ．
（4）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl﹣NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池．试写出该电池的正极反应式 ．

Answer 1

【答案】
（1）BDE；D
（2）＞
（3）C；c（OH﹣）＜c（H+）＜c（NH4+）＜c（N3﹣）
（4）N2+8H++6e﹣═2NH
【解析】解：（1）①A．使用催化剂改变反应途径，降低反应的活化能E1 ， 故A错误；B．由图可知，反应焓变△H=312.4KJ/mol﹣404.8KJ/mol=﹣92.4kJ/mol，故B正确；C．反应是放热反应，温度越低平衡正向进行，提高原料利用率，但温度过低，反应速率减慢，生成效率和经济效益低，故C错误；D．v（NH3）= = mol/（L．min），速率之比等于化学计量数之比，v（N2）= v（NH3）= mol/（L．min），故D正确， E．平衡常数只受温度影响，先拐先平温度高，升温平衡逆向进行，反应的平衡常数KA＜KB ， 故E正确； F．由先拐先平压强大，则压强pA＞pB ， 增大压强平衡正向移动，氨气物质的量增大，图象中压强越大，氨气物质的量越小，不符合实际，故F错误；所以答案是：BDE；②A．平衡时各物质的浓度关系与起始浓度及转化率有关，不一定等于其化学计量数之比，故A错误； B．应是3v正（N2）=v逆（H2）时反应到达平衡，故B错误； C．混合气体总质量不变，容器容积不变，混合气体的密度为定值，故C错误； D．随反应进行混合气体物质的量减小，恒温恒容下压强减小，当容器内压强保持不变时，反应到达平衡，故D正确；所以答案是：D；（2）此时浓度商Qc= =4.5＞K=0.5，反应向逆反应进行，则v正（N2）＜v逆（N2），所以答案是：＞；（3）开始为氨水溶液，抑制水的电离，C点加入HN3溶液体积为12.5mL，恰好反应得到NH4N3溶液，溶液显碱性，说明HN3为弱酸，而再加入HN3溶液，又抑制水的电离，故恰好反应的C点的水的电离程度最大； A点加入25mL HN3溶液，此时为等浓度的NH4N3、HN3混合溶液，溶液呈酸性，说明NH4+离子水解程度大于的N3﹣水解程度，反应中离子浓度大小由小到大是的顺序为：c（OH﹣）＜c（H+）＜c（NH ）＜c（N3﹣），所以答案是：C；c（OH﹣）＜c（H+）＜c（NH ）＜c（N3﹣）；（5）原电池正极发生还原反应，氮气在正极获得电子，与电解质反应中氢离子结合为铵根离子，正极电极反应式为：N2+8H++6e﹣═2NH4+ ， 所以答案是：N2+8H++6e﹣═2NH4+ ．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效），以及对化学平衡状态的判断的理解，了解状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．