Question

（14分）Ⅰ.铁是当代社会中用量最大的金属之一。已知:

①Fe₃O₄（s）+4C（石墨）3Fe（s）+4CO（g） ΔH=+646.0 kJ/mol

②C（石墨）+CO₂（g）2CO（g）  ΔH=+172.5 kJ/mol

由Fe₃O₄（s）与CO反应生成Fe（s）的热化学方程式是                         。

Ⅱ.一定条件下，在一容积为4 L的密闭容器中通入0.4 molN₂和1.2 molH₂，发生反应：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  △H<0；

（1）当进行到第4分钟时达到平衡，生成NH₃为0.4 mol，则从开始到达平衡时NH₃的平均速率v(NH₃)＝_____________。

（2）该条件下，反应的平衡常数表达式K ＝   ______  ，若降低温度，K值将_____（填“增大”“减小”“不变”）

（3）达到平衡后，若其它条件不变，把容器体积缩小一半，平衡将___  __移动（“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”）.

（4）在三个相同的容器中各充入1 molN₂和3molH₂，在不同条件下分别达到平衡，氨的体积分数随时间变化如图。下列说法正确的是          。

a．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且P₂＞P₁

b．图Ⅱ可能是不同温度对反应的影响，且T₁＞T₂

c．图Ⅲ可能是同温同压下，催化剂性能，1＞2

（5）常压下，把H₂和用氦气(He)稀释的N₂分别通入一个加热到570℃的电解池装置，H₂和N₂便可在电极上合成氨，装置中所用的电解质（图中黑细点）能传导H⁺，则阴极的电极反应式为____________________。

Answer

Ⅰ.Fe3O4（s）+4CO（g）3Fe（s）+4CO2（g） △H= - 44.0kJ/mol；Ⅱ.（1）0.025 mol/(L·min)；（2），增大；（3）向正反应方向；（4）C；（5）N2 ＋6e－ ＋6H＋＝2NH3。

【解析】

试题分析：Ⅰ.①－4×②得出：Fe3O4(s)＋4CO(g)=3Fe(s)＋4CO2(g) △H=646.0－4×172.5=－44.0kJ·mol－1；Ⅱ.（1）根据V(NH3)=c(NH3)/t=0.4/(4×4)mol/(L·min)=0.025mol/(L·min)；反应平衡常数：达到化学平衡时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，K=，正反应方向是放热反应，降低温度平衡向正向移动，K值增大；（3）体积缩小一半，压强增加，根据勒夏特列原理，平衡正向移动；（4）根据勒夏特列原理，a、增大压强，平衡向正反应方向移动，氨气的体积分数增加，故不正确；b、温度越高反应速率越快，升高温度，依据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，氨气的体积分数减小，故不正确；c、催化剂只改变反应速率，对化学平衡无影响，催化性能越强，反应速率越快，达到平衡所用的时间越短，故正确；（5）阴极跟电源的负极相连，在阴极上得电子，化合价降低，根据装置图，N2在阴极N2＋6e－→NH3，根据电荷守恒，N2 ＋6e－ ＋6H＋＝2NH3。

考点：考查反应热的计算、反应速率的计算、化学平衡常数计算、勒夏特列原理、电解池工作原理等知识。