Question

【題目】利用N2和H2可以實(shí)現(xiàn)NH3的工業(yè)合成，而氨又可以進(jìn)一步制備硝酸，在工業(yè)上一般可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。請回答下列問題：

（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）；△H=+180.5kJ/mol

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；△H=﹣92.4kJ/mol

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；△H=﹣483.6kJ/mol

寫出氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為。

（2）N2O5是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注�，F(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池，采用電解法制備N2O5，裝置如圖所示，其中Y為CO2。

寫出石墨I(xiàn)電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式 ；

在電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式為 。

（3）以甲醇燃料電池為電源，用惰性電極電解飽和NaCl溶液時，每消耗0.2molCH3OH，陰極產(chǎn)生標(biāo)況下氣體的體積為 L。

Answer 1

【答案】

（1）4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣905.0kJ/mol；

（2）H2+CO32﹣﹣2e﹣=CO2+H2O；N2O4+2HNO3﹣2e﹣=2N2O5+2H+；

（3）13.44；

【解析】

試題分析：（1）N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol……①，N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol……②，2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol……③，由蓋斯定律①×2-②×2+③×3得：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=905.0kJ/mol；故答案為：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.0kJ/mol；

（2）燃料原電池中，負(fù)極上燃料失電子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為H2+CO32--2e-=CO2+H2O；N2O5中氮元素的化合價是+5價，而硝酸中氮元素也是+5價．因此應(yīng)該在左側(cè)生成N2O5，即在陽極區(qū)域生成，據(jù)電極反應(yīng)離子放電順序可知：陰極發(fā)生2H++2e-=H2↑的反應(yīng)，則陽極為N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+．故答案為：H2+CO32--2e-=CO2+H2O；N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+；

（3）用該電池作電源，用惰性電極電解飽和NaCl溶液時，CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，每消耗0.2molCH3OH，轉(zhuǎn)移電子1.2mol，陰極電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑，產(chǎn)生標(biāo)況下氣體的體積=0.6mol×22.4L/mol=13.44L；故答案為：13.44。