Question

【题目】运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义．请回答下列问题：
（1）利用对苯醌质子电池可检测氨气，其电池反应原理为2NH3+ （对苯醌）═N2H4+ （对苯酚），N2H4的结构式为 ， 该电池正极的电极反应式为 ．
（2）25℃时．将nmolL﹣1的氨水与0.1molL﹣1的盐酸等体积混合．
①当混合溶液中，c（NH4+）=c（Cl﹣）时．则溶液的pH= ．
②当混合溶液中，c（NH4+）＞c（Cl﹣）时．则反应的情况可能为 ．
a．盐酸不足．氨水剩余 b．氨水与盐酸恰好完全反应 c．盐酸过量
（3）在0.5L恒容密闭容器中，一定量的N2与H2进行反应：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=bkJmol﹣1 ， 其化学平衡常数K值和温度的关系如下：

温度/℃	200	300	400
K	1.0	0.86	0.5

①写出该反应的化学平衡常数的表达式： ， b（填“大于”、“小于”或“等于”）0．
②400℃时，测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时，此时刻该反应的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
写出氨高温催化氧化的热化学方程式 ．

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）肼中相当于氨气分子中一个氢原子被氨基取代，所以肼的结构式为 ；该电池正极上 得到电子生成 ，电极反应式为： ，所以答案是： ； ；（2）①根据电荷守恒得：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根据电荷守恒得：c（NH4+）+c（H+）=c（OH﹣）+c（Cl﹣），当c（NH4+）＞c（Cl﹣）时，则c（H+）＜c（OH﹣），溶液呈碱性； a．盐酸不足，氨水剩余，溶液显碱性，与题意相符，故a可选； b．氨水与盐酸恰好反应，生成氯化铵，铵根离子水解显酸性，与题意不符，故b不选； c．盐酸过量，溶液呈酸性，与题意不符，故c不选；所以答案是：a；（3）①N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=bkJmol﹣1 ， 平衡常数K= ，由表中数据可知：平衡常数随温度升高而减小，说明升高温度，平衡逆向进行，逆向是吸热反应，故正反应为放热反应，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℃时，测得氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时，浓度分别为 =6mol/L， =4mol/L， =2mol/L，Qc= =1.1＞K，说明平衡逆向进行，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．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡的计算的相关知识，掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．