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氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题： （1）右图是N2和H2反应生成2molNH3过程中能量变化示意图，请计算每生成1molNH3放出热量为 。 （2）工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低，而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H＋）实现氨的电化学合成，从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为N2＋3H2  2NH3，则在电化学合成氨的过程中，阳极反应式为 ，阴极反应式为 。（3）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N2(g)＋3H2(g)  2NH3(g) △H＜0，其化学平衡常数K与t的关系如下表：
①试确定K1的相对大小，K1 4.1×106（填写“＞”“＝”或“＜”） ②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是 （填序号字母）。 A．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 B．2v(NH3)(正) ＝3v(H2)(逆) C．容器内压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变 （4）①NH4Cl溶液呈酸性，这是由于NH4＋水解的缘故。则NH4Cl溶于重水(D2O)生成一水合氨和水合氢离子的化学式是 。 ②某氨水的pH＝x，某盐酸的pH＝y，x＋y＝14，且x＞11，将上述氨水和盐酸等体积混合后，所得溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序为（ ） A．[Cl－]＞[NH4＋]＞[H＋]＞[OH－] B．[NH4＋]＞[Cl－]＞[OH－]＞[H＋] C．[Cl－]＞[NH4＋]＞[OH－]＞[H＋] D．[NH4＋]＞[Cl－]＞[H＋]＞[OH－] |
参考解答
473***127
2025-04-26 16:30:25
（1）46.1kJ；（2）3H2→6H＋＋6 ；N2＋6H＋＋6→2NH3；（3）＜；C；（3）①NH3·HDO和D3D＋；②B（每空2分，共14分）。 |
| （1）由图知每生成2molNH3过程中能量变化为：427.2kJ·mol－1－335 kJ·mol－1＝72.2 kJ·mol－1，故每生成1molNH3放出热量为46.1kJ·mol－1。（2）由于N2结构稳定，发生反应时需要高温或放电，在放电的情况下，阳极上具有还原性H2发生氧化反应，电极反应式为3H2→6H＋＋6，阴极上具有氧化性N2发生还原反应，又高质子导电性的SCY陶瓷能传递H＋，故电极反应式为N2＋6H＋＋6→2NH3。（3）①由于合成氨是放热反应，故升高温度时，平衡常数会减小，即K1＜4.1×106；②A项中是反应混合物成比例，不是保持不变；B项中应是3v(NH3)(正) ＝2v(H2)(逆)；由于合成氨的反应前后气体系数不等，故容器内压强保持不变说明反应混合物的含量保持不变，是平衡状态；由于反应混合物全部都是气体且反应前后气体的物质的量不等，所以混合气体的密度反应前后不变，故D项错误。（4）①结合水解的实质，NH4＋结合重水(D2O)电离出的OD－生成NH3·HDO，而D＋结合重水(D2O)生成D3D＋；②将pH＝x的氨水与pH＝y的盐酸（且x＋y＝14）等体积混合后，日眼溶液呈碱性，再结合溶液中的电荷守恒，得出B项正确。 |
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