Question

3．氨氣是中學(xué)化學(xué)中常見的氣體，其用途廣泛．
（1）實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式是2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）工業(yè)上氨氣可以由氫氣和氮?dú)夂铣扇鐖D1所示．
①該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-93.36kJ/mol．
②隨著溫度的升高，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的變化趨勢(shì)是減�。�
③簡述一種檢查氨氣是否泄露可采用的化學(xué)方法：將濕潤的紅色石蕊試紙接近容器，觀察試紙是否變藍(lán)，如果變藍(lán)說明有氨氣泄露（或蘸取濃鹽酸接近容器，觀察是否有白煙生成，如果有白煙生成說明管道泄露）．
（3）工業(yè)制硫酸的尾氣中含較多的SO₂，為防止污染空氣，回收利用SO₂，工業(yè)上常用氨水吸收法處理尾氣．
①當(dāng)氨水中所含氨的物質(zhì)的量為3mol，吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L SO₂時(shí)，溶液中的溶質(zhì)為（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃．
②（NH₄）₂SO₃顯堿性，用化學(xué)平衡原理解釋NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，SO₃^2-水解程度大于NH₄⁺ 的水解程度使溶液中c（OH^-）＞c（H⁺），溶液呈堿性．
（4）氨氣是一種富氫燃料，可以直接用于燃料電池，如圖2是供氨水式燃料電池工作原理：
①氨氣燃料電池的電解質(zhì)溶液最好選擇堿性（填“酸性”、“堿性”或“中性”）溶液．
②空氣在進(jìn)入電池裝置前需要通過過濾器除去的氣體是CO₂．
③氨氣燃料電池的反應(yīng)是氨氣與氧氣生成一種常見的無毒氣體和水，該電池的電極總反應(yīng)是4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，正極的電極反應(yīng)式是O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和氫氧化鈣固體加熱制取氨氣；
（2）①先求出△H，△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和即可寫出熱化學(xué)方程式；
②反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，平衡逆向進(jìn)行；
③利用氨氣和HCl反應(yīng)產(chǎn)生白煙，或者顯堿性檢查；
（3）①氨的物質(zhì)的量為3mol，吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L SO₂時(shí)．N原子3mol，S原子2mol，據(jù)原子守恒，在（NH₄）₂SO₃中，其原子個(gè)數(shù)比N：S=2：1，在中，NH₄HSO₃，其原子個(gè)數(shù)比N：S=1：1，據(jù)此分析；
②利用鹽的水解理論解釋；
（4）①氨氣是堿性氣體；
②空氣中的CO₂能和氨水反應(yīng)；
③生成的無毒氣體時(shí)N₂，據(jù)此書寫化學(xué)方程式；正極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極反應(yīng)，注意時(shí)堿性環(huán)境．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）①△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和=945KJ/mol+3×436KJ/mol-6×391.06KJ/mol=-93.36 kJ/mol，所以，其熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93.36 kJ/mol，故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93.36 kJ/mol；
②計(jì)算可知反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫，平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減�。�
故答案為：減�。�
③氨氣和HCl反應(yīng)產(chǎn)生白煙，并且顯堿性，所以，檢查氨氣是否泄露可采用的化學(xué)方法有：將濕潤的紅色石蕊試紙接近容器，觀察試紙是否變藍(lán)，如果變藍(lán)說明有氨氣泄露（或蘸取濃鹽酸接近容器，觀察是否有白煙生成，如果有白煙生成說明管道泄露）；
故答案為：將濕潤的紅色石蕊試紙接近容器，觀察試紙是否變藍(lán)，如果變藍(lán)說明有氨氣泄露（或蘸取濃鹽酸接近容器，觀察是否有白煙生成，如果有白煙生成說明管道泄露）；
（3）①氨的物質(zhì)的量為3mol，吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L SO₂時(shí)．N原子3mol，S原子2mol，據(jù)原子守恒，在（NH₄）₂SO₃中，其原子個(gè)數(shù)比N：S=2：1，在中，NH₄HSO₃，其原子個(gè)數(shù)比N：S=1：1，所以，生成物有（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃，故答案為：（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃；
②（NH₄）₂SO₃溶液中，銨根和亞硫酸根都會(huì)水解，（NH₄）₂SO₃顯堿性說明，NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，SO₃^2-水解程度大于NH₄⁺ 的水解程度使溶液中c（OH^-）＞c（H⁺），溶液呈堿性，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，SO₃^2-水解程度大于NH₄⁺ 的水解程度使溶液中c（OH^-）＞c（H⁺），溶液呈堿性；
（4）①氨氣是堿性氣體，所以電解液最好選擇堿性的，故答案為：堿性；
②空氣中的CO₂能和氨水反應(yīng)，所以，濾去的氣體是CO₂，故答案為：CO₂；
③生成的無毒氣體時(shí)N₂，據(jù)此書寫化學(xué)方程式為：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，正極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極反應(yīng)，注意時(shí)堿性環(huán)境，所以，正極的電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案為：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電化學(xué)、熱化學(xué)、化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算、電解質(zhì)溶液以及物質(zhì)檢驗(yàn)等等，考查范圍廣，難度一般，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中抓住基礎(chǔ)．