Question

13．（1）鎳氫堿性充電電池被譽為“綠色化學電源”，充、放電時的反應：2Ni（OH）₂ $?_{放電}^{充電}$2NiO（OH）+H₂．放電時，正極的電極反應式為NiOOH+e^-+H₂O=Ni（OH）₂+OH^-，充電時，該電極應與電源的正（填“正”或“負”）極相連．
（2）氨在空氣中燃燒，生成水和氮氣．已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1，2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-572kJ•mol^-1．則氨在空氣中燃燒生成液態(tài)水和氮氣時的熱化學方程式為：4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（l）；△H=-1531.2kJ•mol^-1．
（3）研究表明工業(yè)上合成氨反應（N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g））在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應，表中為各物質(zhì)在不同時刻的濃度．

時間/min	C（N2）/mol．L-1	C（H2）/mol．L-1	C（NH3）/mol．L-1
0	0.6	1.8	0
5	0.48	X	0.24
10	0.26	0.78	0.68

0～5min，H₂的平均反應速率v_H2=0.072mol/（L•min）．反應在5分鐘時，條件發(fā)生了改變，改變的條件可能是c（填序號）．
a．增加氫氣的濃度  b．降低溫度  c．使用催化劑  d．分離出NH₃．

Answer 1

分析 （1）放電時，該裝置是原電池，正極上得電子發(fā)生還原反應，充電時，該電極應與電源的正極相連；
（2）根據(jù)蓋斯定律進行判斷；
（3）先計算氮氣的反應速率，再根據(jù)氮氣和氫氣之間的關系計算氫氣的反應速率；先計算5min時氫氣的濃度，根據(jù)氮氣、氫氣和氨氣濃度變化確定反應條件；

解答 解：（1）放電時，正極上NiOOH得電子和水反應生成氫氧化鎳和氫氧根離子，電極反應式為：NiOOH+e^-+H₂O=Ni（OH）₂+OH^-，充電時，該電極應與電源的正極相連，
故答案為：NiOOH+e^-+H₂O=Ni（OH）₂+OH^-，正；
（2）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.4kJ•mol^-1①
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）；△H=-572kJ•mol^-1②
將方程式②×3-①×2得目標方程式，4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（l）；△H=-1531.2kJ•mol^-1，
故答案為：4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（l）；△H=-1531.2kJ•mol^-1；
（3）0～5min，N₂的平均反應速率v（N₂）=$\frac{（0.6-0.48）mol/L}{5min}$=0.024mol/L．min，v（H₂）=3v（N₂）=0.072mol/Lmin，5-10min，氮氣濃度的改變量大于前5min的改變量，說明反應速率增大，氮氣的濃度在逐漸降低而反應速率在增大，那么改變的條件只能是加入催化劑，故選c，
故答案為：0.072mol/（L•min），c．

點評 本題考查原電池原理、蓋斯定律、化學平衡等知識點，難度不大，掌握基礎是解題關鍵．