Question

化學在能源開發與利用中起著十分關鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。
I．氫氧燃料電池能量轉化率高，具有廣闊的發展前景。現用氫氧燃料電池進行如圖實驗（圖中所用電極均為惰性電極）：

（1）對于氫氧燃料電池中，下列表達不正確的是________

A．a電極是負極，OH－移向正極

B．b電極的電極反應為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－

C．電池總反應式為：2H2+O22H2O

D．電解質溶液的pH保持不變

E．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發電裝置
（2）上圖裝置中盛有100mL、0.1mol·L^—1AgNO₃溶液，當氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL（標準狀況下）時，則此時上圖裝置中溶液的pH＝________（溶液體積變化忽略不計）
II．氫氣是合成氨的重要原料。工業上合成氨的反應是：
N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)   ΔH＝－92.20 kJ·mol^－1。
（1）下列事實中，不能說明上述可逆反應已達到平衡的是________
①單位時間內生成2n mol NH₃的同時生成3n mol H₂
②單位時間內生成n mol N—H的同時生成n mol N≡N
③用N₂、H₂、NH₃的物質的量濃度變化表示的反應速率之比為1︰3︰2
④N₂、H₂、NH₃的體積分數不再改變
⑤混合氣體的平均摩爾質量不再改變
⑥混合氣體的總物質的量不再改變
（2）已知合成氨反應在某溫度下2L的密閉容器中進行，測得如下數據：

時間（h） 物質的量（mol）	0	1	2	3	4
N2	1.50	n1	1.20	n3	1.00
H2	4.50	4.20	3.60	n4	3.00
NH3	0	0.20	n2	1.00	1.00

 
根據表中數據計算：
反應進行到2小時時放出的熱量為________
0～1小時內N₂的平均反應速率________mol·L^－1·h^－1；
③此條件下該反應的化學平衡常數K=________（保留兩位小數）
④反應達到平衡后，若往平衡體系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00mol，化學平衡將向________ 方向移動（填“正反應”或“逆反應”、“不移動”）。

Answer 1

I．（1）ACD (3分) （2）   1（2分）
II．(1) ②、③ （2分）  
（2）27.66KJ （2分）   0.0500 （2分）  0.15 （3分） 正向（2分）

試題分析：I．中左邊是燃料電池，右邊是電解池，電解硝酸銀溶液。（1）A、a電極是負極，OH^－移向負極，錯誤；B、正確；C、反應條件不是燃燒，錯誤；D、反應生成水，使KOH濃度降低，pH減小，錯誤；E、正確；
（2）電子轉移為0.112÷22.4×2=0.01mol，陽極反應為：4OH^－－4e^－＝O₂↑＋2H₂O，
n(H⁺)=n(OH^－)=n(e^－)=0.01mol，c(H⁺)=0.001mol/L，pH＝3；
II．（1）根據變量不變達平衡判斷，反應速率判據兩個方向，速率比為化學計量數比，①正確②③錯誤，
其它均為變量，正確；（2）3、4小時時氨氣濃度不變，反應達到平衡，根據第4小時計算k值，為0.15；再根據濃度熵與k關系判斷平衡移動方向。