Question

合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。 (1) 500℃、50MPa时，在容

合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。
(1) 500℃、50MPa时，在容积为5L的密闭容器中加入4 mol N2、8 mol H2，反应达平衡时N2的转化率为25%，该反应的平衡常数为K，则K＝__________________。
(2) 500℃、50MPa时，在容积为5L的密闭容器中，按下列配比作为起始物质，达到平衡后N2的转化率仍为25%的是_____________
A．2molN2+4molH2 B．2molN2+4molH2+ 6molHe
C．4molN2+8molH2+6molHe D．3molN2+5molH2+2molNH3
(3)希腊阿里斯多德大学的 George Marnellos 和 Michael Stoukides，发明了一种合成氨的新方法，在常压下，把氢气和用氦气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池，利用能通过氢离子的多孔陶瓷固体作电解质，氢气和氮气在电极上合成了氨，转化率达到78%，试写出电解池阴极的电极反应式 。
(4)合成氨工厂常通过测定反应前后混合气体的密度来确定N2的转化率。某工厂测得反应前合成塔中N2和H2混合气体的密度为0.554g•L-1，从合成塔出来的混合气体在相同条件下密度为0.693g•L-1(密度均在标准状况下测定)，则该合成氨厂N2的转化率_____________。
（4）的理由

Answer 1

（1） N2 + 3H2 = 2NH3
起始： 0.8 1.6 0
转化： 0.2 0.6 0.4
平衡： 0.6 1.0 0.4
K=c(NH3)^2 / [c(N2)·c(H2)^3]=(0.4)^2÷[0.6×(1.0)^3]=4/15。
（2）C、D。
（3）阳极反应：3H2 - 6e- = 6H+；阴极反应：N2 + 6e- + 6H+ = 2NH3。
（4）因为气体密度均为标准状况下测得，设原反应混合气中N2的物质的量为amol，H2的物质的量为bmol：气体总质量为28a+2b=(a+b)×22.4×0.554，解得：a/b=2/3。
又根据质量守恒定律，反应前后气体总质量不变。
在同温同压同质量情况下，气体密度之比就等于其体积比的倒数，同时等于气体物质的量之比的倒数。
N2 + 3H2 = 2NH3
起始： a b 0
转化： n 3n 2n
平衡： a-n b-3n 2n
(a+b) / [(a-n)+(b-3n)+2n)=0.693 / 0.554，且a/b=2/3。解得转化率：n/a×100%=25%。

Answer 2

很好