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．回答下列問題：
（1）已知①4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂0（g）△H=-1266.8kJ/mol②N₂（g）+O₂（g）=2N0（g）△H=+180.5kJ/mol寫出氨高溫催化氧化的熱化學(xué)方程式：

 

（2）氨氣、空氣可以構(gòu)成堿性燃料電池，其電池反應(yīng)原理為4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O．則負(fù)極的電極反應(yīng)式為：

 

．
（3）恒容密閉容器中，合成氨反應(yīng)3H₂（g）+N₂（g）

高溫、高壓

催化劑

2NH₃（g）的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下：

溫度/℃	200	300	400
K	1.0	0.86	0.5

①由上表數(shù)據(jù)可知，該反應(yīng)為

 

反應(yīng)（“吸熱”或“放熱”）
②理論上，為了增大平衡時(shí)H₂的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是

 

（填字母序號(hào)）
a．增大壓強(qiáng)    b．增大氫氣濃度    c．升高溫度    d．及時(shí)分離出產(chǎn)物中的氨
③400℃時(shí)，測(cè)得某時(shí)刻氨氣、氮?dú)狻�氫氣的物質(zhì)的量濃度分別為3mol/L、2mol/L、1mol/L時(shí)，該反應(yīng)的v_（正）

 

v_（逆）（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）25℃時(shí)，將pH=3的鹽酸和pH=11的氨水等體積混合，溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)椋?div id="0gmck2q" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,熱化學(xué)方程式,原電池和電解池的工作原理,離子濃度大小的比較

專題：

分析：（1）已知：①4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）；△H=-1266.8kJ/mol；②N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）；△H=+180.5kJ/mol，利用蓋斯定律可求知反應(yīng)熱；
（2）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）①分析平衡常數(shù)隨溫度變化結(jié)合平衡移動(dòng)原理判斷；
②為了增大平衡時(shí)H₂的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行分析選項(xiàng)；
③依據(jù)濃度商和平衡常數(shù)比較得到反應(yīng)進(jìn)行的方向；
（4）pH=3的鹽酸和pH=11的氨水等體積混合，體系為NH₄Cl溶液和NH₃．H₂O，氨水過量較多，溶液呈堿性：c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）；

解答： 解：（1）已知：①4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1266.8kJ/mol，
②N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol，
利用蓋斯定律①-2×②可得：4NH₃（g）+5O₂（g）

催化劑  .

△

4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905.8KJ/mol，
故答案為：4NH₃（g）+5O₂（g）

催化劑  .

△

4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905.8KJ/mol；
（2）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氨氣被氧化生產(chǎn)氮?dú)猓�電極反應(yīng)式為2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O，
故答案為：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O；
（3）①圖表中平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說明平衡逆向進(jìn)行，逆向是吸熱反應(yīng)，正向是放熱反應(yīng)；
故答案為：放熱；
②反應(yīng)是N₂+3H₂

催化劑    .

高溫高壓

2NH₃，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，為了增大平衡時(shí)H₂的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行分析，
a．增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，氫氣轉(zhuǎn)化率增大，故a符合；             
b．使用合適的催化劑，改變反應(yīng)速率，不能改變平衡，氫氣轉(zhuǎn)化率不變，故b不符合；
c．升高溫度平衡逆向進(jìn)行，氫氣轉(zhuǎn)化率減小，故c不符合；              
d．及時(shí)分離出產(chǎn)物中的NH₃，平衡正向進(jìn)行，氫氣轉(zhuǎn)化率增大，故d符合；
故答案為：ad；
③Qc=

3 2

2×1 3

=4.5＞K=0.5，說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，因此v_正（N₂）＜v_逆（N₂），
故答案為：＜；
（4）pH=3的鹽酸和pH=11的氨水等體積混合，體系為NH₄Cl溶液和NH₃．H₂O，氨水過量較多，溶液呈堿性：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；故答案為：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)熱的計(jì)算、燃料電池電極反應(yīng)式的書寫、化學(xué)平衡問題、離子濃度大小的比較，綜合性很強(qiáng)，明確溶液中的溶質(zhì)是離子濃度大小比較的基礎(chǔ)，注意結(jié)合電荷守恒來分析解答．