Question

硝酸工业的基础是氨的催化氧化，在催化剂作用下发生如下反应：

① 4NH₃(g)+5O₂(g)4NO(g)+6H₂O(g)    △H = —905 kJ/mol     ①主反应

② 4NH₃(g)+3O₂(g)2N₂(g)+6H₂O(g)      △H = —1268 kJ/mol    ②副反应

有关物质产率与温度的关系如甲图。

（1）由反应①②可知反应③N₂(g) + O₂(g)2NO(g)的反应热ΔH=        。

（2）由图甲可知工业上氨催化氧化生成 NO时，反应温度最好控制在          。

（3）用Fe₃O₄制备Fe（NO₃）₃溶液时，需加过量的稀硝酸，原因一：将Fe₄O₃中的Fe²⁺全部转化为Fe³⁺，

原因二：         （用文字和离子方程式说明）。

（4）将NH₃通入NaClO溶液中，可生成N₂H₄，则反应的离子方程式为         。

（5）依据反应②可以设计成直接供氨式碱性燃料电池（如乙图所示），则图中A为        （填“正极”或“负极”），电极方程式为         。

 

Answer 1

【答案】

（12分）（每空2分）（1） +181.5 kJ/mol（2） 780℃～840℃

（3） 抑制Fe³⁺的水解；Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺      （4） 2NH₃+ClO^—＝N₂H₄+Cl^—+H₂O 

（5） 负极      2NH₃—6e^—+6OH^—＝N₂+6H₂O

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律可知，（①－②）÷2即得到N₂(g) + O₂(g)2NO(g)，则该反应的反应热△H＝（—905 kJ/mol＋1268 kJ/mol）÷2＝＋181.5 kJ/mol。

（2）由图甲可知，在温度为780℃～840℃时NO的产率最高，即工业上氨催化氧化生成 NO时，反应温度最好控制在780℃～840℃。

（3）因为在硝酸过量的条件下，能抑制铁离子的水解，反应的方程式时Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺。

（4）将NH₃通入NaClO溶液中，可生成N₂H₄，这说明次氯酸钠时氧化剂，氨气时还原剂，所以反应的方程式是2NH₃+ClO^—＝N₂H₄+Cl^—+H₂O。

（5）根据装置图可知，A电极是失去电子的，所以是负极，发生氧化反应，则电极反应式是2NH₃—6e^—+6OH^—＝N₂+6H₂O。

考点：考查反应热的计算、反应条件的控制、水解的应用以及电极反应式的书写

点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题贴近高考，综合性强，在注重学生答题能力的同时，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练。意在巩固学生的基础，提高学生的应试能力和学习效率。