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)氨气构成燃料电池．其电池反应原理为4NH3+3O2═2N2+6H2O．则电解质溶液应该显 (填“酸性 “中性或“碱性 )．正极的电极反应式为．(2)25℃时．将amol?L-1的氨水与0.1mol?L-1的盐酸等体积混合． ①当溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)＞c(Cl-)时� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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）氨气构成燃料电池．其电池反应原理为4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O．则电解质溶液应该显

（填“酸性”“中性”或“碱性”）．正极的电极反应式为

．
（2）25℃时．将amol?L^-1的氨水与0.1mol?L^-1的盐酸等体积混合．
①当溶液中离子浓度关系满足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
②当溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）时．用含含a的代数式表示NH₃?H₂O的电离常数K_b=

．
（3）在0.5L恒容密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=bkJ?mol^-1其化学平衡常数K与温度的关系如表：

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=-1266.8kJ?mol^-1
②N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
写出氨高温催化氧化的热化学方程式：

．

考点：化学电源新型电池,热化学方程式,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）氨气为碱性气体，易与酸反应，应用碱性电解质，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
（2））①溶液中离子浓度关系满足c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）时，由电荷守恒可知c（H⁺）＜c（OH^-），溶液呈碱性性，结合选项根据反应物量的关系判断溶液酸碱性；
②根据电荷守恒判断溶液中氢离子与氢氧根离子浓度的相对大小，进而判断溶液的酸碱性；
溶液中存在平衡NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^-，根据溶液的pH值计算溶液中c（OH^-），根据氯离子浓度计算c（NH₄⁺），利用物料守恒计算溶液中c（NH₃．H₂O），代入NH₃?H₂O的电离常数表达式计算；
（3）①K=

c2(NH3)

c(N2)．c3(H2)

；升高温度，化学平衡常数减小，平衡向逆反应方向移动；
②根据浓度商与平衡常数相对大小判断平衡移动方向，从而确定正逆反应速率相对大小；
（4）根据盖斯定律书写．

解答： 解：（1）氨气为碱性气体，易与酸反应，所以电解质溶液应呈碱性，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案为：碱性；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（2）①溶液中离子浓度关系满足c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）时，由电荷守恒可知c（H⁺）＜c（OH^-），溶液呈碱性，
a．盐酸不足，氨水剩余，为氯化铵与氨水的混合溶液，一水合氨的电离程度大于铵根离子水解程度，所以混合溶液呈碱性，故正确；
b．氨水与盐酸恰好完全反应，为氯化铵溶液，铵根离子水解，溶液呈酸性，故b错误；
c．盐酸过量，溶液为氯化铵、盐酸的混合溶液，溶液呈酸性，故c错误；
故选：a；
②溶液中存在电荷守恒，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），由于c（NH₄⁺）=c（Cl^-），故c（H⁺）=c（OH^-），溶液呈中性，故溶液中c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=

×0.1mol?L^-1=0.05mol?L^-1，故混合后溶液中c（NH₃．H₂O）=

×amol?L^-1-0.05mol?L^-1=（0.5a-0.05）mol/L，NH₃?H₂O的电离常数K_b=

10-7×0.05

0.5a-0.05

10-8

a-0.1

，
故答案为：

10-8

a-0.1

；
（3）①K=

c2(NH3)

c(N2)．c3(H2)

；升高温度，化学平衡常数减小，平衡向逆反应方向移动，则该反应的正反应方向是放热反应，则焓变小于0，
故答案为：

c2(NH3)

c(N2)．c3(H2)

；小于；
②浓度商=

(

0.5

(

0.5

)．(

0.5

4×8

＞0.5，则平衡向逆反应方向移动，所以v_正（N₂）小于v_逆（N₂），故答案为：小于；
（4）①4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1266.8kJ?mol^-1
②N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
将方程式①+②×2得4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=（-1266.8kJ?mol^-1）+2（+180.5kJ?mol^-1）=-905.8 kJ?mol^-1，
故答案为：4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905.8 kJ?mol^-1．

点评：本题考查了原电池原理、盖斯定律、化学平衡等知识点，根据燃料电池正负极得失电子、盖斯定律、温度对化学平衡的影响等知识点来分析解答即可，难点是计算一水合氨的电离平衡常数，根据公式分析解答，难度中等．

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