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若混合溶液中c（NH ）=c（Cl﹣），则溶液的pH= ．
②若混合溶液中c（NH ）＞c（Cl﹣），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）+3N2（g）2NH3（g）△H=bkJmol﹣1 ， 其化学平衡常数K与温度的关系如下：

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u正（N2）（填“大于”“小于”或“等于”）u正（N2）．
（4）已知：①4NH3（g）+3O2（g）═2N2（g）+6H2O（g）△H=﹣1266.8kJmol﹣1②N2（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： ，
故答案为： ； ；（2）①根据电荷守恒得：c（Cl﹣）+c（OH﹣）=c（NH4+）+c（H+），溶液中c（Cl﹣）=c（NH ），所以c（OH﹣）=c（H+），所以溶液呈中性，即pH=7，
故答案为：7；②根据电荷守恒得：c（NH ）+c（H+）=c（OH﹣）+c（Cl﹣），当c（NH ）＞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；
故答案为：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，
故答案为： ；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）；
故答案为：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，
故答案为：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣905.8KJ/mol．
（1）肼相当于氨气分子中一个氢原子被氨基取代；
该电池正极上 得到电子生成 ；（2）①根据电荷守恒及c（Cl﹣）=c（NH4+）判断溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相对大小，从而确定溶液的酸碱性，得出正确结论；
②根据电荷守恒及c（Cl﹣）＜c（NH4+）判断溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相对大小，从而确定溶液的酸碱性，得出正确结论；（3）①根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，书写平衡常数表达式，分析平衡常数随温度变化，结合平衡移动原理分析反应热量变化情况；②依据浓度商和平衡常数的比较，判断反应进行的方向；（4）①4NH3（g）+3O2（g）═2N2（g）+6H2O（g）△H=﹣1266.8kJmol﹣1②N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1 ， 利用盖斯定律进行计算，由①+2×②得出正确结论．