Question

運用化學反應原理研究NH3的性質具有重要意義。請回答下列問題：

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

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

①當溶液中離子濃度關系滿足c(NH4+)>c(Cl-)）時．則反應的情況可能為?????????? 。

A．鹽酸不足．氨水剩余??? B．氨水與鹽酸恰好完全反應??? C．鹽酸過量

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

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

溫度/℃	200	300	400
K	1.0	0.86	0.5

 

①寫出該反應的化學平衡常數的表達式：__________，b________（填“大于”“小于”或“等于”）0

②400℃時，測得某時刻氨氣、氮氣、氫氣的物質的量分別為3mol、2mol、1mol時，此時刻該反應的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，寫出氨高溫催化氧化的熱化學方程式：?? ???????????????? 。

 

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，所以根據燃料及反應原理可確定。電解質溶液應該選堿性。在該燃料電池中，燃料作負極，發(fā)生氧化反應，通入O2的電極作正極，正極上發(fā)生還原反應。電極反應為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。（2）①? 若氨水與鹽酸恰好發(fā)生反應，c(Cl-)=c(NH4+)。NH4+部分發(fā)生水解反應又有所消耗，使得溶液中的c(NH4+)<c(Cl-)�，F在溶液中離子濃度關系滿足c(NH4+)>c(Cl-)），說明氨水過量，鹽酸布足量。因此正確選項為A. ②? 根據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c(H+)= (OH-)=10-7mol/L，。(3) ① 化學平衡常數是可能反應達到平衡狀態(tài)時個生成物的濃度冪指數的乘積與個反應物濃度的冪指數乘積的比。即K＝。由化學平衡常數K與溫度的關系可知，升高溫度，化學平衡向逆反應方向移動。根據平衡一定原理，升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，逆反應方向為吸熱反應，所以正反應為放熱反應。所以b<0. ②400℃時c(NH3)=6mol/L,c(N2)=4mol/Lc(H2)=2mol/L. =>0.5,所以化學平衡向逆反應方向移動。即此時刻該反應的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：考查氨氣的性質及應用。主要涉及原電池的反應原理、離子濃度的大小比較、電離平衡常數的計算、化學平衡常數的表達、反應熱的計算及熱化學方程式的書寫等知識。