Question

【題目】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）利用對苯醌質子電池可檢測氨氣，其電池反應原理為2NH3+ （對苯醌）═N2H4+ （對苯酚），N2H4的結構式為 ， 該電池正極的電極反應式為 ．
（2）25℃時．將nmolL﹣1的氨水與0.1molL﹣1的鹽酸等體積混合．
①當混合溶液中，c（NH4+）=c（Cl﹣）時．則溶液的pH= ．
②當混合溶液中，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
（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=bkJmol﹣1 ， 其化學平衡常數K值和溫度的關系如下：

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=﹣1266.8kJmol﹣1
②N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=180.5kJmol﹣1
寫出氨高溫催化氧化的熱化學方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）；
（2）7；a
（3）；小于；小于
（4）4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣905.8KJ/mol
【解析】解：（1）肼中相當于氨氣分子中一個氫原子被氨基取代，所以肼的結構式為 ；該電池正極上 得到電子生成 ，電極反應式為： ，所以答案是： ； ；（2）①根據電荷守恒得：c（Cl﹣）+c（OH﹣）=c（NH4+）+c（H+），溶液中c（Cl﹣）=c（NH4+），所以c（OH﹣）=c（H+），所以溶液呈中性，即pH=7，所以答案是：7；②根據電荷守恒得：c（NH4+）+c（H+）=c（OH﹣）+c（Cl﹣），當c（NH4+）＞c（Cl﹣）時，則c（H+）＜c（OH﹣），溶液呈堿性； a．鹽酸不足，氨水剩余，溶液顯堿性，與題意相符，故a可選； b．氨水與鹽酸恰好反應，生成氯化銨，銨根離子水解顯酸性，與題意不符，故b不選； c．鹽酸過量，溶液呈酸性，與題意不符，故c不選；所以答案是：a；（3）①N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=bkJmol﹣1 ， 平衡常數K= ，由表中數據可知：平衡常數隨溫度升高而減小，說明升高溫度，平衡逆向進行，逆向是吸熱反應，故正反應為放熱反應，故b小于0，所以答案是： ；小于；②400°C N2（g）+3H2（g）2NH3（g）的K=0.5，400℃時，測得氨氣、氮氣、氫氣的物質的量分別為3mol、2mol、1mol時，濃度分別為 =6mol/L， =4mol/L， =2mol/L，Qc= =1.1＞K，說明平衡逆向進行，v正（N2）＜v逆（N2）；所以答案是：小于；（4）①4NH3（g）+3O2（g）═2N2（g）+6H2O（g）△H=﹣1266.8kJmol﹣1②N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1 ， 由①+2×②可得：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=（﹣1266.8kJmol﹣1）+（+180.5kJmol﹣1）=﹣905.8KJ/mol，所以答案是：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣905.8KJ/mol．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡的計算的相關知識，掌握反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．