Question

（12分）（1）已知反应Ⅰ：4NH₃(g)+3O₂(g)==2N₂(g)+6H₂O(g)    △H=－1266.8kJ/mol

反应Ⅱ：N₂(g) + O₂(g)== 2NO(g)   △=＋180.5kJ/mol

它们的平衡常数依次为K₁、K₂

①写出氨高温催化氧化生成NO的热化学方程式                                 ，该反应的化学平衡常数的表达式K=            (用含K₁、K₂的代数式表示)。

②反应Ⅰ可设计成燃料电池，若该电池以KOH溶液作电解质溶液，则负极的电极反应式为：                        。该电池使用过程中，正极附近溶液的pH将     （填“升高”、“降低”或“不变”）。

（2）已知：N₂(g) +3H₂(g) 2NH₃(g)  △H=－92kJ/mol。

①为提高H₂的转化率，宜采取的措施有             （填字母）

A．及时移出氨              B．升高温度  

C．使用催化剂               D．循环利用和不断补充N₂

②在一定温度、压强下，将N₂和H₂按体积比1:3在密闭容器中混合，当反应达平衡时，测得平衡混合气体中NH₃的体积分数为25%，此时H₂的转化率为                 。

Answer

(12分)

（1）①4NH3(g)+5O2(g)==4NO(g)+6H2O(g) △=－905.8kJ/mol (2分) ， K1·K22 (2分)

②2NH3－6e-+6OH- ==N2+6H2O (2分) 升高(2分)

（2）①AD (2分) ②40%(2分)

【解析】

试题分析：（1）①根据盖斯定律，反应I+2倍反应II，可得到氨高温催化氧化生成NO的热化学方程式，为4NH3(g)+5O2(g)==4NO(g)+6H2O(g) △=－905.8kJ/mol；因为该反应=反应I+2倍反应II，所以该反应的平衡常数K=K1·K22；

②反应I设计为原电池，则氨气作负极，氧气作正极，所以负极的氨气失去电子，与氢氧根离子结合，生成氮气和水，电极反应式是2NH3－6e-+6OH- ==N2+6H2O；正极是氧气得到电子，与水结合生成氢氧根离子，所以正极附近pH升高；

（2）①提高氢气的转化率，则可以及时移出氨，生成物的浓度减小，平衡正向移动；而升高温度，平衡逆向移动，氢气的转化率降低；使用催化剂，对平衡的移动无影响，氢气的转化率不变；循环利用和不断补充氮气，则使平衡正向移动，氢气的转化率增大，所以答案选AD；

②当氨气的体积分数是25%时，设消耗氮气的体积是x，则消耗氢气的体积是3x，生成氨气的体积是2x，所以2x/(1-x+3-3x+2x)=25%，解得x=0.4，则氢气的转化率是3×0.4/3×100%=40%。

考点：考查盖斯定律的应用，化学平衡移动的判断，转化率的计算，电化学反应原理的应用