Question

对工业合成氨条件的探索一直是化学工业的重要课题，现有如下两种合成氨的途径：I．N2（g）+3H2（g）?2NH3

对工业合成氨条件的探索一直是化学工业的重要课题，现有如下两种合成氨的途径：I．N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-90.0kJ/mol．II.2N2（g）+6H2O（l）?4NH3（g）+3O2（g）△H=+1530.0kJ/mol．（1）根据上述反应，写出表示H2燃烧热的热化学方程式______．（2）在恒温恒容的甲容器、恒温恒压的乙容器中分别进行合成氨反应如下图（图中所示数据均为初始物理量）．反应均达到平衡时，生成NH3也均为0.4mol（忽略水对压强的影响及氨气的溶解）．①该条件下甲容器中的K=______；平衡时，甲的压强P平=______（用P0表示）；②该条件下，若向乙中继续加入0.2mol N2，达到平衡时N2转换率=______．（3）最近华南理工大提出利用电解法制H2O2并以此处理废氨水，装置如下图．①为不影响H2O2的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中c（NH4+）______c（NO3-）（填“＞”、“＜”或“=”）；②Ir-Ru惰性电极有吸附O2作用，该电极的反应为______；③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH3?H2O的物质的量为______．





Answer 1

（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-90.0kJ/mol①
2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530.0kJ/mol②
①×

2

3

-②×

1

3

，得：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=

2

3

×（-90 kJ?mol^-1）-1/3×（+1530 kJ?mol^-1）=-570kJ?mol^-1，燃烧热是1mol可燃物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，所以H₂的化学计量数为1，H₂燃烧热的热化学方程式为：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O△H=-285.0kJ/mol，
故答案为：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O△H=-285.0kJ/mol；
（2）①根据题意：甲容器N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
初始物质的量：0.4mol   1.2mol      0
变化物质的量：0.2mol    0.6mol      0.4mol
平衡物质的量：0.2mol    0.6mol     0.4mol
体积为2L，则C（N₂）=0.1mol/L，C（H₂）=0.3mol/L，C（NH₃）=0.2mol/L，平衡常数为K=

C2(NH3)

C(N2)×C3(H2)

=

(0.2mol/L)2

0.1mol/L×(0.3mol/L)3

=

400

27

，初始气体总物质的量=0.4mol+1.2mol=1.6mol，平衡时气体总物质的量：0.2mol+0.6mol+0.4mol=1.2mol，在恒温恒容的容器中压强之比等于气体的物质的量比；甲的压强P_平=

1.2

1.6

P₀=

3

4

P₀，
故答案为：

400

27

；

3

4

P₀；
②化学平衡常数只与温度有关，乙为恒温恒压，根据题意：乙容器2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g），
                                           初始物质的量：1.6mol 6mol       0       0
                                           变化物质的量：0.2mol 0.6mol    0.4mol   0.3mol   
                                           平衡物质的量：1.4mol 5.4mol   0.4mol    0.3mol
体积为2L，则C（N₂）=0.7mol/L，C（H₂O）=2.7mol/L，C（NH₃）=0.2mol/L，C（O₂）=0.15mol/L，平衡常数为K=

C3(O2)×C4(NH3)

C2(N2)×C6(H2O)

=

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