(1)氢气是一种新型的绿色能源.又是一种重要的化工原料．氢气燃烧热值高．实验测得.在常温常压下.1gH2完全燃烧生成液态水.放出 142.9kJ 热量．则能表示H2标准燃烧热的热化学方程式为．(2)燃料电池能量转化率高.具有广阔的发展前景．现用甲烷燃料电池进行如图所示实验:①该甲烷燃料电池中.负极的电极反应式为．②如图1装置中.某一铜电极的质� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（1）氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．氢气燃烧热值高．实验测得，在常温常压下，1gH₂完全燃烧生成液态水，放出 142.9kJ 热量．则能表示H₂标准燃烧热的热化学方程式为

．
（2）燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用甲烷燃料电池进行如图所示实验：①该甲烷燃料电池中，负极的电极反应式为

．
②如图1装置中，某一铜电极的质量减轻 6.4g，则 a 极上消耗的O₂在标准状况下的体积为

L．
（3）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的化学方程式如下：N₂+3H₂?2NH₃，△H＜0
①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N₂、H₂和NH₃的量），反应速率与时间的关系如图2所示．图中t₃ 时引起平衡移动的条件可能是

其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间是

．
②温度为T℃时，将2amolH₂和amolN₂放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N₂的转化率为50%．则反应的平衡常数为

③现以a mol NH₃和足量空气为原料制取NH₄NO₃，经过一系列转化反应后，向反应混合物中加入bg水，得到密度为ρg/mL的溶液，计算该溶液中NH₄NO₃物质的量浓度的最大值．

考点：原电池和电解池的工作原理,物质的量浓度的相关计算,热化学方程式,用化学平衡常数进行计算,化学平衡的影响因素

专题：

分析：（1）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成温度氧化物时放出的热量以及物质的量与能量成正比；
（2）①碱性甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根；
②根据转移电子相等进行计算；
（3）①根据图象分析影响平衡的因素，主要是反应进行方向和速率的变化特征分析；
②化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，结合三行式进行计算；
③依据题意，最大程度的生成硝酸铵，结合方程式求出氨气催化氧化的物质的量，计算出生成硝酸铵的物质的量浓度．

解答： 解：（1）在298K、101kPa时，2g 即1molH₂完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为：H₂（g）+

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol，
故答案为：H₂（g）+

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
（2）①碱性甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
②串联电路中转移电子相等，消耗氧气的体积=

6.4

×2

×22.4=1.12L，故答案为：1.12；
（3）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；反应是放热反应，反应前后气体体积减小，
①由反应速率与时间的关系图象可知，t₁时正逆反应速率都增大，平衡正向移动，引起平衡移动的条件可能是增大压强；t₃时刻正逆反应速率均迅速增大，但是平衡逆向进行，所以氨气的百分含量是减小的，即表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间是t₂-t₃，
故答案为：增大压强；t₂-t₃；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₂（g）
开始 2amol/L 4amol/L 0
反应 amol/L 3amol/L 2amol/L
平衡 amol/L amol/L 2amol/L
所以化学平衡常数K=

(2amol/L) 2

(amol/L)?(amol/L)3

（L/mol）²，
故答案为：

；
③设a mol NH₃中有x mol用于生产硝酸，其余（a-x） mol NH₃跟生成的硝酸恰好完全反应生成NH₄NO₃，
由4NH₃+5O₂═4NO+6H₂O，4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃则
NH₃～NO～HNO₃ NH₃+HNO₃═NH₄NO₃
x mol x mol x mol （a-x）mol x mol
依题意，最大程度制取NH₄NO₃，则应该满足（a-x）=x，
解得x=

，
所以硝酸的物质的量浓度是：c（NH₄NO₃）═

n(硝酸铵)

m(硝酸铵)+m(水)

×10 -3

×80+b

×10 -3

500aρ

40a+b

mol/L，
答：硝酸铵的物质的量浓度

500aρ

40a+b

mol/L．