Question

氢气是一种清洁能源，也是一种重要的工业原料．（1）氢气既能与氮气又能与氧气发生反应，但是反应的条件

氢气是一种清洁能源，也是一种重要的工业原料．（1）氢气既能与氮气又能与氧气发生反应，但是反应的条件却不相同．已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O （g）△H=-483.6kJ/mol　　　　　　　　　　3H2 （g）+N2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol计算断裂1mol N≡N键需要能量______kJ，氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键键______（填“强”或“弱”），因此氢气与二者反应的条件不同．（2）氢气是工业合成氨的原料气，而氨气可用于合成硝酸．已知：N2（g）+O2（g）=2NO （g）△H=+180.8kJ/mol，写出氨气与氧气反应生成一氧化氮和气态水的热化学方程式______．（3）据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特殊电极材料以H2和O2为原料制取过氧化氢的新工艺．原理如图2所示．请写出甲电极的电极反应式______．

Answer 1

（1）N≡N键能为x，则3×436kJ/mol+x-2×1173.2kJ/mol=-92.4kJ/mol，解得x=946kJ/mol，故断裂1mol N≡N键需要能量是946kJ，O=O键能是498kJ/mol，故氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键强，
故答案为：946；强；
（2）已知：①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
②3H₂（g）+N₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
③N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.8kJ/mol
根据盖斯定律，③×2-②×2+①×3得：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-904.4kJ/mol，
故答案为：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-904.4kJ/mol；
（3）由图可知，燃料电池的负极上是燃料发生失电子的氧化反应，燃料电池中H₂作还原剂，在负极发生反应，氧气为氧化剂在正极上发生电极反应为2H⁺+O₂+2e^-=H₂O₂，
故答案为：2H⁺+O₂+2e^-=H₂O₂．