Question

氨氣是重要的化工原料
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
寫出氨氣在高溫高壓催化劑條件下生成氮?dú)夂蜌錃獾臒峄瘜W(xué)方程式：

 

，如果在1L密閉容器中，3mol NH₃ 在等溫條件下充分反應(yīng)，平衡時(shí)的反應(yīng)熱為92.4kJ，保持溫度不變，將起始NH₃的物質(zhì)的量調(diào)整為8mol，平衡時(shí)NH₃的轉(zhuǎn)化率為

 

（2）氨氣在純氧中燃燒，生成一種單質(zhì)和水，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

，科學(xué)家利用此原理，設(shè)計(jì)成氨氣一氧氣燃料電池，則通入氨氣的電極是

 

 （填“正極”或“負(fù)極”）；堿性條件下，該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

 

．
（3）一定條件下，某密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）．在一定體積的密閉容器中，為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動，下列措施中可采用的是

 

（填字母代號）．
a．增大壓強(qiáng)    b．適當(dāng)升高溫度    c．增大O₂的濃度    d．選擇高效催化劑
（4）如果某氨水的電離程度為1%，濃度為0.01mol/LMgCl₂溶液滴加氨水至開始產(chǎn)生沉淀時(shí)（不考慮溶液體積變化），溶液中的NH₃?H₂O的濃度為

 

{已知Ksp[Mg（OH）₂]=4.0×10^-12]}．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計(jì)算,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題,電化學(xué)專題

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算分析得到；
（2）依據(jù)原子守恒書寫化學(xué)方程式，依據(jù)原電池原理分析判斷電極反應(yīng)，燃料電池，燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）依據(jù)化學(xué)平衡移動原理結(jié)合 反應(yīng)特征分析判斷；
（4）依據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算氫氧根離子濃度，結(jié)合氨水電離度概念計(jì)算一水合氨溶液的濃度．

解答： 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
②4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ?mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律，（②-①×2-③×3）÷2，得到：
氨氣在高溫高壓催化劑條件下生成氮?dú)夂蜌錃獾臒峄瘜W(xué)方程式：2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H=+92.4 kJ?mol^-1； 
如果在1L密閉容器中，3mol NH₃ 在等溫條件下充分反應(yīng)，平衡時(shí)的反應(yīng)熱為92.4kJ，說明反應(yīng)的氨氣為2mol
              2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H=+92.4 kJ?mol^-1；
起始量（mol）   3        0        0
變化量（mol）   2         1       3
平衡量（mol）   1         1       3
K=

1×33

12

=27
保持溫度不變，平衡常數(shù)不變，將起始NH₃的物質(zhì)的量調(diào)整為8mol，設(shè)轉(zhuǎn)化的氨氣物質(zhì)的量為x
             2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H=+92.4 kJ?mol^-1；
起始量（mol） 8         0        0
變化量（mol） x         0.5x     1.5x
平衡量（mol） 8-x       0.5x     1.5x 
K=

0.5x×(1.5x)3

(8-x)2

=27
x=4 平衡時(shí)氨氣的轉(zhuǎn)化率=

4

8

×100%=50%
故答案為：2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H=+92.4 kJ?mol^-1； 50%；
（2）氨氣在純氧中燃燒，生成一種單質(zhì)和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式：4NH₃+3O₂

點(diǎn)燃  .

2N₂+6H₂O，氨氣一氧氣燃料電池，燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，則通入氨氣的電極是負(fù)極；堿性條件下，該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O，
故答案為：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O，負(fù)極；2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O；
（3）4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）．在一定體積的密閉容器中，為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動，
a．反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，平衡逆向進(jìn)行，故a不符合；
b．反應(yīng)是放熱反應(yīng)，適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡逆向進(jìn)行，故b不符合；
c．增大O₂的濃度，平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)速率增大，故c符合；
d．選擇高效催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但不改變化學(xué)平衡，故d不符合；
故答案為：c；
（4）如果某氨水的電離程度為1%，濃度為0.01mol/LMgCl₂溶液滴加氨水至開始產(chǎn)生沉淀時(shí)（不考慮溶液體積變化），{已知Ksp[Mg（OH）₂]=4.0×10^-12]}，則依據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算：Ksp=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）=4.0×10^-12 ，c（Mg2+）=0.01mol/L，c（OH^-）=2×10-5mol/L，氨水的濃度=

2×10-5mol/L

1%

=0.002mol/L，
故答案為：0.002 mol/L．

點(diǎn)評：本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用，原電池原理和電極反應(yīng)書寫應(yīng)用，影響化學(xué)平衡因素分析判斷，弱電解質(zhì)和溶度積常數(shù)的計(jì)算理解，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．