Question

（18分）化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

Ⅰ （1）在298K、101kPa时，2g H₂完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量。则表示氢气燃烧热的热化学方程式为：                                           。

氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图饱和食盐水电解实验（图中所用电极均为惰性电极）。分析该装置、回答下列问题：

（2）氢氧燃料电池中，a电极为电池的是       （填“正极”或“负极”），气体M的分子式         ，a电极上发生的电极反应式为：                             。

（3）若右上图装置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液，电解一段时间后须加入10.0mol/L盐酸溶液50mL(密度为1.02g/mL)才能使溶液恢复至原来状态。则在此电解过程中导线上转移的电子数为         mol。（保留小数点后2位）

Ⅱ 氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是：

N₂（g）＋3H₂(g)2NH₃ (g) ΔH＝－92.2kJ·mol^－1

 (4)下列事实中，不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是         。

  ① N₂、H₂ 、NH₃的体积分数不再改变；

② 单位时间内生成2n mol NH₃的同时生成3n mol H₂；

③ 单位时间内生成3n mol N—H键的同时生成n mol N≡N；

④ 用N₂、H₂ 、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2；

⑤ 混合气体的平均摩尔质量不再改变；

⑥ 混合气体的总物质的量不再改变。

 （5）已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中反应，测得如下数据：

根据表中数据计算：

①反应进行到2小时时放出的热量为       kJ。

②0~1小时内N₂的平均反应速率        mol·L^-1·h^-1。

③此条件下该反应的化学平衡常数K==             （保留两位小数）。

④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂ 和NH₃各1 mol，化学平衡向    方向移动（填“正反应”或“逆反应”或“不移动”。）

Answer

(18分)（1） H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）；△H＝－285.8kJ/mol (2分)

（2）负极(1分)，H2（1分），H2＋OH－—2e-＝2H2O（2分）

（3）4.25 （2分）

（4）③④(2分,选1个得1分；一对一错不得分)； 

（5）①27.7 （2分） ②0.0500 （2分）③0.15 （2分） ④正反应（2分）