Question

利用N2和H2可以实现NH3的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产．请回答下列

利用N2和H2可以实现NH3的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产．请回答下列问题：（1）已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ?mol-1N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-12H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1若有17g氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为______；（2）某科研小组研究在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）反应的影响，实验结果如图2所示：（图中T表示温度，n表示物质的量）①图象中T1和T2的关系是：T1______T2（填“＞”、“＜”、“=”或“无法确定”）②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______（填字母标号），③在起始体系中加入N2的物质的量为______mol时，反应后氨的百分含量最大．若容器容积为1L，n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%，则此条件下（T2），反应的平衡常数K=______；（3）N2O3是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注．①一定温度下，在恒容密闭容器中N2O3可发生下列反应：2N2O3?4NO2（g）+O2△H＞0下表为反应在某温度下的部分实验数据则50s内NO2的平均生成速率为______ V/s 0 50 100 c（N2O3）/mol?L-1 5.00 3.52 2.48②现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O3，装置如图1所示，其中Y为CO2．写出石墨I电极上发生反应的电极反应式______

Answer 1

（1）17g氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的焓变=

1

4

（180.5kJ?mol^-1×2+92.4kJ?mol^-1×2-483.6×3）=-226.3 kJ?mol^-1，故答案为：226.3 kJ；   
（2）①反应为放热反应，温度升高化学平衡向着吸热方向进行，从T₁到T₂反应物氮气的量增加，故T₁＜T₂，故答案为：＜；
 ②b点代表平衡状态，c点又加入了氢气，故平衡向右移动，氮气的转化率增大，故答案为：c；
 ③当氮气和氢气的物质的量之比为1：3达平衡状态时，氨的百分含量最大，平衡点时产物的产率最大，据图示，当平衡时氢气的物质的量为n，故加入N₂的物质的量为

n

3

，当n=3mol反应达到平衡时，H₂的转化率为60%，故起始氮气浓度为1mol/l，变化的氢气浓度为1.8mol/l，变化的氮气浓度为0.6mol/l，平衡时氮气、氢气、氨气的浓度分别是0.4mol/l、1.2mol/l、1.2mol/l，据k=

[NH3]2

[H2]3?[N2]

=

1.22

1.23?0.4

=2.08 （mol?L^-1）^-2，故答案为：

n

3

； 2.08（mol?L^-1）^-2；
（3）①50s内N₂O₃的浓度变化量为1.48mol?L^-1，故NO₂的浓度变化量为2.96mol?L^-1，据v=

△c

△t

=

2.96mol/l

50s

=0.0592mol?L^-1?s^-1，故答案为：0.0592mol?L^-1?s^-1；  
②氢氧燃料电池中，氢气做负极，发生失电子成为氢离子的反应，在熔融盐Na₂CO₃的作用下，电极反应为：H₂+CO₃^2-═CO₂+H₂O+2e^-，故答案为：H₂+CO₃^2-═CO₂+H₂O+2e^-．