Question

（1）某科研小组研究在其他条件不变的情况下，改变起始氢气物质的量（用n（H₂）表示）对N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)   ΔH < 0反应的影响，实验结果可表示成如下图所示的规律（图中T表示温度，n表示物质的量）：

① 比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最高的是_____________；

② 若容器容积为1L，n＝3mol，反应达到平衡时H₂的转化率为60%，H₂与 N₂物质的量之比为3∶1，则在起始时体系中加入N₂的物质的量为___________mol，此条件下（T₂），反应的平衡常数K ＝ ______________；

③ 图像中T₂和T₁的关系是T₂_____________ T₁（填“高于”、“低于”、“等于”、“无法确定”）。

（2）N₂O₅是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生以下反应：2 N₂O₅ (g)⇌4NO₂(g)+O₂(g)△H＞0T₁温度时，向密闭容器中通入N₂O₅，部分实验数据见下表：

时间/s	0	500	1000	1500
c(N2O5)/mol•L^-1	5.00	3.52	2.50	2.50

①达平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的，则c（N₂O₅）_______（填“大于”、“小于”、“等于”、“无法确定”）5.00mol•L^-1

②500s内N₂O₅分解速率为 ____________；

③T₁温度下 平衡时N₂O₅的转化率为____________；

（3）现以H₂、O₂与熔融盐Na₂CO₃组成的燃料电池（如图所示，其中Y为CO₂）装置进行电解。

写出石墨II电极上发生反应的电极反应式__________________ 。

在电解池中生成N₂O₅的电极反应式为__________________ 。

Answer

【答题空1】c 【答题空2】n／3(或1mol) 【答题空3】K＝25／12或2.08 【答题空4】低于 【答题空5】大于 【答题空6】2.96×10-3mol•L-1•s-1 【答题空7】50% 【答题空8】O2＋4e－＋2CO2 ＝ 2 CO32－ 【答题空9】阳极：N2O4＋2HNO3 — e－ ＝ 2N2O5 + 2H＋

【解析】（1）本题考查化学平衡常数、影响化学平衡移动的因素，①x轴代表氢气的量，增加氢气的量，增加了反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，即N2的转化率增大，因此N2的转化率最高的是c；②令开始时通入N2的量为xmol，

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)

起始： x 3 0

变化： 60% 3×60% 1.2

平衡：x－0.6 1.2 1.2 达到平衡氢气和氮气的物质的量之比为3：1，即1.2：(x－0.6)=3：1，解得x=1，容器为1L，根据化学平衡常数的定义，K=c2(NH3)//[c3(H2)×c(N2)]=1.22/(1.23×0.4)=25/12；③此反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，NH3的体积分数减小，因此T1>T2；（2）本题考查化学平衡计算、化学反应速率的计算，①容器的体积压缩为原来的1/2，假设平衡不移动，此时c(N2O5)=5mol·L－1，反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此增大压强，平衡向逆反应方向进行，c(N2O5)>5mol·L－1；②根据化学反应速率的数学表达式，v(N2O5)=(5－3.52)/500mol/(L·s)=2.96×10－3 mol/(L·s)；③1000s时达到平衡，N2O5的转化率为(5－2.5)/5×100%=50%；（3）本题考查燃料电池电极反应式书写以及电解池中电极反应式的书写，石墨II通入氧气，则石墨II为正极，电解质是熔融盐，根据燃料电池的装置图，正极上通入氧气和二氧化碳，因此正极反应式为CO2＋CO32－＋4e－=2CO32－；根据电解池的装置图，左端Pt连接电池的正极，右端Pt连接电池的负极，由N2O4→N2O5，化合价升高，失电子，因此N2O5在阳极上产生，即在左端产生，电极反应式为N2O4＋2HNO3－e－=2N2O5＋2H＋。

点睛：本题的难点是电极反应式的书写，左端装置为燃料电池，通燃料的一极为负极，通氧气的一极为正极，电解质为熔融碳酸盐，以及石墨II通入的氧气外，还有CO2，没有水的参与，因此正极反应式为CO2＋CO32－＋4e－=2CO32－；电解池中首先判断出阴阳两极，题干让写N2O5的产生，根据信息应是由N2O4转化成而成，N的化合价升高，失去电子，应在阳极产生，即电极反应式为为N2O4＋2HNO3－e－=2N2O5＋2H＋。