Question

5．氮及其化合物与人类的生产、生活息息相关．
（1）氨的催化氧化是工业生产硝酸的重要步骤．已知：
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-484kJ•mol^-1
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+181kJ•mol^-1
写出氨的催化氧化（生成气态水）的热化学方程式：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-906kJ•mol^-1．
（2）一种合成氨的新技术是在常压下把氢气和用氨稀释的氨气分别通入一个既加热到570⁰C的电解池中，其电解质（图1中的黑色细点）能传导H^*．
①该电解池不能（填“能”或“不能”）用水溶液做电解质．
②写出该电解池阴极的电极反应式：N₂+6H⁺+6e^-═2NH₃．
（3）图2为另一个氮固定的新型燃料电池，实验新型电极材料以N₂、H₂为电极反应物，以HCL-NH₄CL为电解质溶液制造出既能提供能量，同时又能实现氮固定的新型燃料电池．
①请写出该电池的正极反应式N₂+6e^-+8H⁺=2NH₄⁺．
②生产中可分离出的物质A的化学式为NH₄Cl．

Answer 1

分析 （1）①N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-484kJ•mol^-1
③N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+181kJ•mol^-1，①×（-2）+②×3+③×2得，4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）；
（2）①原电池构成的条件之一必须是电解质；
②阴极上N₂得电子生成NH₃；
（3）①原电池正极发生还原反应；
②依据装置图分析判断分离出氯化铵．

解答 解：（1）①N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-484kJ•mol^-1
③N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+181kJ•mol^-1，①×（-2）+②×3+③×2得，4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-906kJ•mol^-1，
故答案为：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-906kJ•mol^-1；
（2）①原电池构成的条件之一必须是电解质，水是非电解质，故不能用水溶液做电解质；
故答案为：不能；
②用电解法制备氨气，阴极上N₂得电子生成NH₃，则阴极反应式为N₂+6H⁺+6e^-═2NH₃；
故答案为：N₂+6H⁺+6e^-═2NH₃；
（3）①以N₂、H₂为原料，以HCl-NH₄Cl为电解质溶液构成新型燃料电池，正极发生还原反应，即氮气被还原生成NH₄⁺，电极反应式为N₂+6e^-+8H⁺=2NH₄⁺，
故答案为：N₂+6e^-+8H⁺=2NH₄⁺；
②负极是氢气失电子生成氢离子，政绩生成铵根离子在电解质溶液中可以分离出氯化铵，
故答案为：NH₄Cl．

点评 本题考查热化学方程式书写方法和盖斯定律计算应用，图象分析和反应条件判断，信息应用能力，原电池电极反应书写的方法应用，题目难度较大．