Question

氮氣是制備含氮化合物的一種重要物質(zhì)，而氮的化合物用途廣泛．
（1）下面是利用氮氣的一種途徑：
過程Ⅱ的化學(xué)方程式是______．
（2）氨氣的制備與運輸過程中都有嚴格要求．
①合成氨時，溫度過高，氨氣的產(chǎn)率降低，試從化學(xué)平衡移動原理的角度加以解釋______．
②運輸時，嚴禁與鹵素（如Cl₂）混裝運輸．若二者接觸時劇烈反應(yīng)產(chǎn)生白煙，且0.4mol NH₃參加反應(yīng)時有0.3mol e^-轉(zhuǎn)移．寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
③工業(yè)上也可在堿性溶液中通過電解的方法實現(xiàn)由N₂制取NH₃：
2N₂+6H₂O4NH₃+3O₂
通入N₂的一極是______（填“陰極”或“陽極”），陽極的電極反應(yīng)式是______．
（3）已知：4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1316kJ/mol
氨是一種潛在的清潔能源，可用作堿性燃料電池的燃料：
①能利用該反應(yīng)設(shè)計成電池的原因是______．
②燃料電池的負極反應(yīng)式是______．

Answer 1

解：（1）氮的固定是將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程，過程Ⅱ的化學(xué)方程式為：N₂+3H₂2NH₃或N₂+O₂2NO，
故答案為：N₂+3H₂2NH₃或N₂+O₂2NO；
（2）①該反應(yīng)正反應(yīng)放熱，則升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，氨氣的產(chǎn)率降低，
故答案為：合成氨的反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向生成氮氣和氫氣的方向移動，從而使氨氣的產(chǎn)率降低；
②氨氣和氯氣發(fā)生反應(yīng)：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂，產(chǎn)生白煙，且0.4molNH₃參加反應(yīng)時有0.3mole^-轉(zhuǎn)移，
故答案為：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂；
③陰極N₂得到電子，化合價升高，發(fā)生還原反應(yīng)，陽極OH^-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故答案為：陰極；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（3）①該反應(yīng)為自發(fā)的、放熱的氧化還原反應(yīng)，所以能利用該反應(yīng)設(shè)計成電池，
故答案為：該反應(yīng)為自發(fā)的、放熱的氧化還原反應(yīng)；
②根據(jù)負極失去電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂↑+6H₂O，
故答案為：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂↑+6H₂O．
分析：（1）根據(jù)氮的固定是將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程，以及氮氣的化學(xué)性質(zhì)來分析；
（2）①根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響；
②根據(jù)氨氣和氯氣發(fā)生反應(yīng)：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂，產(chǎn)生白煙，且0.4molNH₃參加反應(yīng)時有0.3mole^-轉(zhuǎn)移；
③根據(jù)電解時陰極物質(zhì)得到電子，化合價升高，發(fā)生還原反應(yīng)，陽極物質(zhì)失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）①根據(jù)任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池；
②根據(jù)負極失去電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)．
點評：本題主要考查了氮的固定、化學(xué)平衡移動原理、氧化還原反應(yīng)、電極反應(yīng)的書寫，難度中等．