Question

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)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(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)（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(dá)不正確的是________

A．a(chǎn)電極是負(fù)極，OH^－移向正極

B．b電極的電極反應(yīng)為：O₂＋2H₂O＋4e^－＝4OH^－

C．電池總反應(yīng)式為：2H₂+O₂2H₂O

D．電解質(zhì)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(nèi)的新型發(fā)電裝置

（2）上圖裝置中盛有100mL、0.1mol·L^—1AgNO₃溶液，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL（標(biāo)準(zhǔn)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(jì)）

II．氫氣是合成氨的重要原料。工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是：

N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)   ΔH＝－92.20 kJ·mol^－1。

（1）下列事實(shí)中，不能說明上述可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡的是________

①單位時間內(nèi)生成2n mol NH₃的同時生成3n mol H₂

②單位時間內(nèi)生成n mol N—H的同時生成n mol N≡N

③用N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1︰3︰2

④N₂、H₂、NH₃的體積分?jǐn)?shù)不再改變

⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變

（2）已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2L的密閉容器中進(jìn)行，測得如下數(shù)據(jù)：

時間（h） 物質(zhì)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(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算：

反應(yīng)進(jìn)行到2小時時放出的熱量為________

0～1小時內(nèi)N₂的平均反應(yīng)速率________mol·L^－1·h^－1；

③此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=________（保留兩位小數(shù)）

④反應(yīng)達(dá)到平衡后，若往平衡體系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00mol，化學(xué)平衡將向________  方向移動（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”、“不移動”）。

 

Answer 1

【答案】

 

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）

【解析】

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(fù)極，OH^－移向負(fù)極，錯誤；B、正確；C、反應(yīng)條件不是燃燒，錯誤；D、反應(yīng)生成水，使KOH濃度降低，pH減小，錯誤；E、正確；

（2）電子轉(zhuǎn)移為0.112÷22.4×2=0.01mol，陽極反應(yīng)為：4OH^－－4e^－＝O₂↑＋2H₂O，

 n(H⁺)=n(OH^－)=n(e^－)=0.01mol，c(H⁺)=0.001mol/L，pH＝3；

 II．（1）根據(jù)變量不變達(dá)平衡判斷，反應(yīng)速率判據(jù)兩個方向，速率比為化學(xué)計(jì)量數(shù)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(yīng)達(dá)到平衡，根據(jù)第4小時計(jì)算k值，為0.15；再根據(jù)濃度熵與k關(guān)系判斷平衡移動方向。

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡及移動有關(guān)問題。