Question

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究NH3的性質(zhì)具有重要意義。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）氨氣、空氣可以構(gòu)成燃料電池．其電池反應(yīng)原理為4NH3＋3O2=2N2＋6H2O。則電解質(zhì)溶液應(yīng)該顯????????????? （填“酸性”“中性”或“堿性”）．正極的電極反應(yīng)式為??????????? 。

（2）25℃時(shí)．將amol·L—1的氨水與0.1mol·L—1的鹽酸等體積混合。

①當(dāng)溶液中離子濃度關(guān)系滿足c(NH4+)>c(Cl-)）時(shí)．則反應(yīng)的情況可能為?????????? 。

A．鹽酸不足．氨水剩余??? B．氨水與鹽酸恰好完全反應(yīng)??? C．鹽酸過(guò)量

②當(dāng)溶液中c(NH4+)=c(Cl-)）時(shí)．用含“a”的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=______________.

（3）在0.5L恒容密閉容器中，一定量的N2與H2進(jìn)行反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)?? ?H=bkJ/mol，其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系如下：

溫度/℃	200	300	400
K	1.0	0.86	0.5

 

①寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式：__________，b________（填“大于”“小于”或“等于”）0

②400℃時(shí)，測(cè)得某時(shí)刻氨氣、氮?dú)狻�氫氣的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol、1mol時(shí)，此時(shí)刻該反應(yīng)的v正（N2）_________（填“大于”“小于”或“等于”）v逆（N2）.

（4）已知：①4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g)? ?H=-1266.8KJ/mol ；②N2(g)＋O2(g)=2NO(g)?? ?H=+180.5KJ/mol，寫(xiě)出氨高溫催化氧化的熱化學(xué)方程式：?? ???????????????? 。

 

Answer 1

【答案】

（1）堿性；O2＋2H2O＋4e－=4OH－??? （2）①A?? ② mol·L－1（或）

（3）①K＝；小于??? ②小于

（4）4NH3（g）＋5O2（g）=4NO（g）＋6H2O（g）ΔH＝－905.8 kJ/mol

【解析】

試題分析：（1）氨氣的水溶液顯堿性，所以根據(jù)燃料及反應(yīng)原理可確定。電解質(zhì)溶液應(yīng)該選堿性。在該燃料電池中，燃料作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，通入O2的電極作正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)。電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。（2）①? 若氨水與鹽酸恰好發(fā)生反應(yīng)，c(Cl-)=c(NH4+)。NH4+部分發(fā)生水解反應(yīng)又有所消耗，使得溶液中的c(NH4+)<c(Cl-)�，F(xiàn)在溶液中離子濃度關(guān)系滿足c(NH4+)>c(Cl-)），說(shuō)明氨水過(guò)量，鹽酸布足量。因此正確選項(xiàng)為A. ②? 根據(jù)溶液的電荷守恒可得：c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+(OH-)，由于溶液中c(NH4+)=c(Cl-)，在25℃時(shí)c(H+)= (OH-)=10-7mol/L，。(3) ① 化學(xué)平衡常數(shù)是可能反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)個(gè)生成物的濃度冪指數(shù)的乘積與個(gè)反應(yīng)物濃度的冪指數(shù)乘積的比。即K＝。由化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系可知，升高溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。根據(jù)平衡一定原理，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。所以b<0. ②400℃時(shí)c(NH3)=6mol/L,c(N2)=4mol/Lc(H2)=2mol/L. =>0.5,所以化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。即此時(shí)刻該反應(yīng)的v正（N2）<v逆（N2）. ①+②×2，整理可得：4NH3（g）＋5O2（g）=4NO（g）＋6H2O（g）ΔH＝－905.8 kJ/mol。

考點(diǎn)：考查氨氣的性質(zhì)及應(yīng)用。主要涉及原電池的反應(yīng)原理、離子濃度的大小比較、電離平衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)、反應(yīng)熱的計(jì)算及熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)等知識(shí)。