Question

（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時NH₃的濃度如圖1所示．其中，溫度為T₁時平穩混合氣體中氨的體積分數為25%．

①當溫度由T₁變化到T₂時，平穩常數K_A

＞

K_B（填“＞”、“＜”或“=”）
②T₁溫度達到平衡時N₂的轉化率為

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）表面與水發生下列反應：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）此反應的△S

＞

0（填“＞”、“＜”或“=”）△H

+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

．

Answer 1

分析：（1）①由圖可知，溫度越高，平衡時NH₃的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，平衡常數減��；
②令參加反應的氮氣的物質的量為nmol，利用三段式用n表示處于平衡時各組分的物質的量，根據氨氣的體積分數列方程計算n的值，再根據轉化率定義計算；
（2）正反應氣體的物質的量增大，混亂度增大；
根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式構造目標熱化學方程式，據此計算；
（3）陰極發生還原反應，氮氣在陰極上放電，與氫離子結合生成氨氣．

解答：解：（1）①由圖可知，溫度越高，平衡時NH₃的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，平衡常數減小，故平衡常數K_A＞K_B，
故答案為：＞；
②令參加反應的氮氣的物質的量為nmol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）
開始（mol）：1        3                    0
變化（mol）：n        3n                   2n
平衡（mol）：1-n      3-3n                 2n
所以

2n

(1-n)mol+(3-3n)mol+2nmol

×100%=25%，解得n=0.4，
所以氮氣的轉化率為

0.4mol

1mol

×100%=40%，
故答案為：40%；
（2）正反應氣體的物質的量增大，混亂度增大，故△S＞0；
已知：①、N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△=-92.4kJ/mol
②、2H₂（g）+O₂（g）?2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol
根據蓋斯定律，①×2-②×3得2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g），故△H=（-92.4kJ/mol）×2-3（-571.6kJ/mol）=+1530kJ/mol
故答案為：＞；+1530kJ/mol；
（3）陰極發生還原反應，氮氣在陰極上放電，與氫離子結合生成氨氣，電極反應式為N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃，
故答案為：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃．

點評：本題考查化學平衡計算、反應熱計算、原電池等，難度中等，旨在考查學生對知識的掌握與運用，加強基礎知識的掌握理解．