Question

14．NH₃是一種重要的化工原料，在生產(chǎn)、生活中用途廣泛．

（1）已知：

共價鍵	鍵能/kJ•mol-1
H-H	436
N≡N	946
N-H	391

注：拆開氣態(tài)物質中1mol某種共價鍵需要吸收的能量，就是該共價鍵的鍵能．
N₂ （g）+3H₂ （g）?2NH₃ （g）△H=-92kJ•mol^-1
（2）一定溫度下，向恒容的密閉容器中充入N₂和H₂發(fā)生反應：N₂+3H₂?2NH₃，測得各組分濃度隨時間變化如圖1所示．
①表示c（N₂）的曲線是曲線A（填“曲線A”、“曲線B”或“曲線C”）．
②0～t₀時用H₂表示反應速率v（H₂）$\frac{0.6}{{t}_{0}}$mol•L^-1•min^-1．
③下列能說明該反應達到平衡的是a、d
a．混合氣體的壓強不再變化
b．2c（H₂）=3c（NH₃）
c．混合氣體的質量不再變化
d．NH₃的體積分數(shù)不再變化
（3）潛艇中使用的液氨-液氧燃料電池工作原理如圖2所示：
①電極b名稱是正極．
②電解質溶液中OH^-離子向電極a移動（填“電極a”或“電極b”）．
③電極a的電極反應式為2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O．
（4）可通過NH₃與NaClO反應來制得火箭燃料肼（N₂H₄）．該反應的化學反應方程式是2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鍵能與反應的焓變的計算關系：△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能計算；
（2）①一定溫度下，向恒容的密閉容器中充入N₂和H₂發(fā)生反應：N₂+3H₂?2NH₃，根據(jù)圖1的濃度變化，N₂作為反應物，隨著反應濃度降低，濃度減小，根據(jù)化學計量數(shù)可知，在相同的時間內，N₂反應減少的量比H₂的少；
②0～t₀時間內，H₂的物質的量濃度變化為△c=1-0.4=0.6mol/L，根據(jù)化學反應平均速率計算公式：$v（{H}_{2}）=\frac{△c}{△t}$計算即可；
③反應為N₂+3H₂?2NH₃，聯(lián)系常用判斷化學平衡的方法：壓強，體系放熱，體積分數(shù)，化學反應速率分析；
（3）①電極a處發(fā)生的反應為NH₃轉化為N₂和H₂O，在此過程中，N元素化合價是升高的，是失電子，在原電池中充當負極，因此電極b是正極；
②原電池中，電解質溶液中的陰離子向原電池的負極移動；
③電極a處發(fā)生的反應為為NH₃失去電子，轉化為N₂和H₂O，據(jù)此書寫電極反應表達式；
（4）較古老但仍然很有效的制備聯(lián)氨，即肼（N₂H₄）的方法便是NaClO氧化過量的NH₃，但此反應制備的出來的是很稀的溶液，該反應為NaClO氧化過量的NH₃，產(chǎn)生肼，NaCl和水．

解答 解：（1）根據(jù)鍵能與反應的焓變的計算關系：△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能，反應N₂+3H₂?2NH₃，其焓變?yōu)椤鱄=946+3×436-2×3×391=-92kJ/mol．故答案為：-92．
（2）發(fā)生的反應為：N₂+3H₂?2NH₃，根據(jù)圖1的濃度變化關系，考慮到，N₂作為反應物，隨著反應濃度降低，濃度使減小的，曲線應在A和B中選，再考慮化學計量數(shù)，在相同時間段內，N₂反應減少的量比H₂的少，可見是A符合．故答案為：曲線A．
②0～t₀時間內，根據(jù)濃度變化圖，H₂的物質的量濃度變化為△c=1-0.4=0.6mol/L，反應經(jīng)歷的時間為△t=t₀，根據(jù)化學反應的平均速率的計算公式：$v（{H}_{2}）=\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.6mol/L}{{t}_{0}min}=\frac{0.6}{{t}_{0}}mol/（L•min）$．故答案為：$\frac{0.6}{{t}_{0}}$．
③反應為N₂+3H₂?2NH₃，反應焓變△H＜0，隨著反應進行，氣體數(shù)是減小的，判斷化學反應是否達到平衡，
a．隨著反應的進行，氣體數(shù)發(fā)生改變，體系壓強改變，當混合氣體的壓強不再改變，可以判斷反應達到平衡，故a可選；
b．H₂和NH₃的濃度關系隨著反應的進行，不一定都是2c（H₂）=3c（NH₃），需視具體的反應的量才能確定，可能不滿足這個關系，反應也已經(jīng)達到了平衡，因此不可作為判據(jù)，故b不選；
c．根據(jù)質量守恒，整個密閉容器中，反應過程中總質量一直不變，不可作為反應是否達到平衡的判據(jù)，故c不選；
d．當NH₃的體積分數(shù)不再改變時，意味著體系的體積不再改變，NH₃的體積不再改變，可以作為判斷化學平衡的判據(jù)，故d可選．
故選a、d．
（3）①電極a處發(fā)生的反應為NH₃轉化為N₂和H₂O，在此過程中，N元素化合價是升高的，是失電子，在原電池中充當負極，因此電極b是正極．故答案為：正極．
②原電池中，電解質溶液中的陰離子向原電池的負極移動，這個裝置中，電極a是正極，因此OH^-向電極a處移動．故答案為：電極a．
③電極a處發(fā)生的反應為為NH₃失去電子，轉化為N₂和H₂O，則電極反應式為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O．故答案為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O．
（4）可通過NH₃與NaClO反應來制得火箭燃料肼（N₂H₄），反應為NaClO氧化過量的NH₃，產(chǎn)生肼，NaCl和水，因此反應方程式為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O．

點評 本題考查化學平衡的移動，化學反應速率的計算，化學平衡的移動，電化學知識，氧化還原方程式的配平．考查較為綜合，題目難度不大，是基礎題．