Question

对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。（1）N 2 、O 2 和H 2 相互之间可以发生化合反应，已知反应

对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。（1）N 2 、O 2 和H 2 相互之间可以发生化合反应，已知反应的热化学方程式如下：N 2 (g)+O 2 (g)=2NO(g) H=+180．5kJ·mol -1 ；2H 2 (g)+O 2 (g)=2H 2 O(g) H =-483．6 kJ·mol -1 ；N 2 (g)+3H 2 (g)=2NH 3 (g) H =-92．4 kJ·mol -1 。则氨的催化氧化反应的热化学方程式为 。（2）汽车尾气净化的一个反应原理为：2NO(g)+2CO(g) N 2 (g)+2CO 2 (g) H<0。一定温度下，将2．8mol NO、2．4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。 ①NO的平衡转化率为 ，0~20min平均反应速率v(NO)为 。25min时，若保持反应温度不变，再向容器中充入CO、N 2 各0．8 mol，则化学平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。②若只改变某一反应条件X，反应由原平衡I达到新平衡II，变量Y的变化趋势如下图所示。下列说法正确的是 (填字母代号)。 催化剂

（3）某化学小组拟设计以N 2 和H 2 为电极反应物，以HCl—NH 4 Cl为电解质溶液制成燃料电池，则该电池的正极反应式为 。假设电解质溶液的体积不变，下列说法正确的是 (填字母代号)。a．放电过程中，电解质溶液的pH保持不变b．溶液中的NH 4 Cl浓度增大，但Cl - 离子浓度不变c．每转移6．02 10 23 个电子，则有标准状况下11．2L电极反应物被氧化d．为保持放电效果，电池使用一段时间需更换电解质溶液

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Answer 1

（1）4NH 3 (g)+5O 2 (g) 4NO(g) +6H 2 O(g) ΔH＝﹣905kJ·mol -1 （3分） （2）① 28.6%（2分）  0.02 mol·L -1 ·min -1 （2分） 向左（2分） ② b（3分） （3） N 2 +8H + +6e - ＝2NH 4 + （3分）Bcd（3分）

试题分析：（1）先写出NH 3 与O 2 反应的化学方程式，并注明物质的状态，然后根据盖斯定律求算?H，?H=2×?H 1 +3×?H 2 —2×?H 3 =﹣905kJ·mol -1 ，可得热化学方程式：4NH 3 (g)+5O 2 (g) 4NO(g) +6H 2 O(g) ΔH＝﹣905kJ·mol -1 。 （2）①根据三段式进行计算，2NO(g)+2CO(g) N 2 (g)+2CO 2 (g) 起始浓度（mol?L? 1 ）    1.4     1.2       0      0 转化浓度（mol?L? 1 ）    0.4     0.4       0.2    0.4 平衡浓度（mol?L? 1 ）    1.0     0.8       0.2    0.4 则NO的转化率为：0.4mol/L÷1.4mol/L×100%=28.6%；0~20min平均反应速率v(NO)=0.4mol/L÷20min=" 0.02" mol·L -1 ·min -1 ；根据平衡浓度可求出平衡常数K=0.2×0.4 2 ÷（1 2 ×0.8 2 ）=0.05，加入CO、N 2 后Q=0.6×0.4 2 ÷（1 2 ×1.2 2 ）=0.22，因为Q>K，所以平衡向左移动。 ②a、压强增大，化学平衡常数不变，不符合图像，错误；b、因为该反应为放热反应，温度升高，平衡向左移动，所以CO浓度增大，符合图像，正确；c、因为该反应为放热反应，温度升高，平衡向左移动，所以N 2 的体积分数减小，不符合图像，错误；d、催化剂不影响化学平衡，NO的平衡转化率不变，不符合图像，错误。 （3）N 2 的氧化性大于H 2 ，所以正极上N 2 得电子，根据化合价的变化可得电解方程式：N 2 +8H + +6e - ＝2NH 4 + ；a、该燃料电池的总反应为：N 2 +3H 2 +2H + =2NH 4 + ，消耗了H + ，所以pH增大，错误；b、根据电池反应，生成了NH 4 + ，所以溶液中的NH 4 Cl浓度增大，但Cl - 离子浓度不变，正确；c、H 2 被氧化，电子转移为：H 2 ~ 2e?，所以每转移6．02 10 23 个电子，则有标准状况下11．2L电极反应物被氧化，正确；d、随着电池反应的进行，NH 4 + 的浓度越大，所以为保持放电效果，电池使用一段时间需更换电解质溶液，正确。