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若混合溶液中c（NH ）=c（Cl﹣），則溶液的pH= ．
②若混合溶液中c（NH ）＞c（Cl﹣），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）+3N2（g）2NH3（g）△H=bkJmol﹣1 ， 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u正（N2）（填“大于”“小于”或“等于”）u正（N2）．
（4）已知：①4NH3（g）+3O2（g）═2N2（g）+6H2O（g）△H=﹣1266.8kJmol﹣1②N2（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： ，
故答案為： ； ；（2）①根據電荷守恒得：c（Cl﹣）+c（OH﹣）=c（NH4+）+c（H+），溶液中c（Cl﹣）=c（NH ），所以c（OH﹣）=c（H+），所以溶液呈中性，即pH=7，
故答案為：7；②根據電荷守恒得：c（NH ）+c（H+）=c（OH﹣）+c（Cl﹣），當c（NH ）＞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；
故答案為：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，
故答案為： ；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）；
故答案為：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，
故答案為：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣905.8KJ/mol．
（1）肼相當于氨氣分子中一個氫原子被氨基取代；
該電池正極上 得到電子生成 ；（2）①根據電荷守恒及c（Cl﹣）=c（NH4+）判斷溶液中氫離子濃度和氫氧根離子濃度相對大小，從而確定溶液的酸堿性，得出正確結論；
②根據電荷守恒及c（Cl﹣）＜c（NH4+）判斷溶液中氫離子濃度和氫氧根離子濃度相對大小，從而確定溶液的酸堿性，得出正確結論；（3）①根據平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，書寫平衡常數表達式，分析平衡常數隨溫度變化，結合平衡移動原理分析反應熱量變化情況；②依據濃度商和平衡常數的比較，判斷反應進行的方向；（4）①4NH3（g）+3O2（g）═2N2（g）+6H2O（g）△H=﹣1266.8kJmol﹣1②N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1 ， 利用蓋斯定律進行計算，由①+2×②得出正確結論．