Question

（2010?聊城二模）I．科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．
（l）目前合成氨技術(shù)原理為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
如圖表示工業(yè)合成氨反應(yīng)在某一段時(shí)間中反應(yīng)速率與反應(yīng)過程的關(guān)系曲線圖：
①氫化物的體積分?jǐn)?shù)最高的一段時(shí)間為

t₀～t₁

；t₁時(shí)刻改變的反應(yīng)條件是

升溫

．
②NH₃極易溶于水，其水溶液俗稱氨水．用水稀釋0.1mol/L的氨水，溶液中隨著水量的增加而減小的是

bd

        （填序號(hào)）．
a.

c(NH4+)?c(OH-)

c(NH3?H2O)

b.

c(NH3?H2O)

c(OH-)

c．c（H⁺）．c（OH^-）d.

c(OH-)

c(H+)

  
（2）1998年希臘亞里士多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY冉瓷（能傳遞H⁺），實(shí)現(xiàn)了高溫常壓下利用
N₂和H₂電解合成氨．其陰極的電極反應(yīng)式

N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃

．
（3）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)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(fā)生下列反應(yīng)：2N₂（g）+6H₂O（1）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=akJ/mol  進(jìn)一步研究NH₃生成量與溫度的關(guān)系，常壓下達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表

T/K	303	313	323
NH3生成量/（10-6mol）	4.8	5.9	6.0

①此合成反應(yīng)的a

＞

  0，△S

＞

   0，（填“＞”“＜”或“=”）．
②已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-571.6kJ/mol 則2N₂（g）+6H₂O（g）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=

+l530kJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)平衡移動(dòng)的方向判斷氫化物的體積分?jǐn)?shù)的高低；t₁時(shí)刻正逆反應(yīng)速率都增大，且平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
②加水稀釋，促進(jìn)一水合氨的電離，平衡向正方向移動(dòng)；
（2）電解池的陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；
（3）①根據(jù)物質(zhì)的聚集狀態(tài)判斷△S；由表中數(shù)據(jù)判斷升高溫度平衡移動(dòng)的方向，以此判斷反應(yīng)熱；
②依據(jù)蓋斯定律進(jìn)行分析計(jì)算，通過合并熱化學(xué)方程式得到焓變．

解答：解：（l）①t₁時(shí)刻之后，改變外界條件逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則氫化物的體積分?jǐn)?shù)減小，則t₀～t₁氫化物的體積分?jǐn)?shù)最高，t₁時(shí)刻正逆反應(yīng)速率都增大，且平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，應(yīng)為升溫，如增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)分析移動(dòng)，
故答案為：t₀～t₁； 升溫；
②氨水中存在NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，加水稀釋，促進(jìn)一水合氨的電離，平衡向正方向移動(dòng)，則n（NH₄⁺）、n（OH^-）增大，c（OH^-）減小，c（H⁺）增大，但弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)不變，水的離子積常數(shù)不變，故答案為：bd；
（2）電解池的陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，在合成氨中，氮?dú)獾秒娮�，所以陰極反應(yīng)為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃，故答案為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；
（3）根據(jù)物質(zhì)的聚集狀態(tài)判斷△S增大；由表中數(shù)據(jù)判斷升高溫度平衡向正方向移動(dòng)，則△H＞0，故答案為：①＞；＞；
 ②已知①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；氫氣的燃燒熱285.8kJ/mol，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
以上兩熱化學(xué)方程式消去氫氣合并，①×2+②×6得到熱化學(xué)方程式為：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530kJ/mol，
故答案為：+l530kJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算，速率、平衡常數(shù)的計(jì)算，平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)和方法，影響平衡的因素分析，蓋斯定律的應(yīng)用，考查角度廣，題目綜合性強(qiáng)，較難．