Question

【題目】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究NH3的性質(zhì)具有重要意義。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）已知：①NH3 (g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=-1266.5kJ·mol-1

②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=＋180.5 kJ·mol-1

寫(xiě)出氨高溫催化氧化生成NO的熱化學(xué)方程式___________。

（2）氨氣、空氣可以構(gòu)成燃料電池，其電池反應(yīng)原理為：4NH3+302=2N2+6H2O。已知電解質(zhì)溶液為KOH溶液，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為________。

（3）合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的重要途徑，其研究來(lái)自正確的理論指導(dǎo)，合成氨反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下：

由上表數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)的△H_______ 0 填“> ”、“< ”或“=”) ；

理論上，為了增大平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是_______（選填字母）；

A．增大壓強(qiáng) B．使用合適的催化劑 C．升高溫度 D．及時(shí)分離出產(chǎn)物中的NH3

③400℃時(shí)，測(cè)得某時(shí)刻氨氣、氮?dú)�、氫氣的物質(zhì)的量濃度分別為3mol·L-1、2 mol·L-1、l mol·L-1，此時(shí)刻該反應(yīng)的V正(N2)=______ V逆(N2)。（填“>”、“<”或“=”）。

（4）已知25℃時(shí)，Ksp[Fe(OH)3]=1.0×l0-38, Ksp[Al(OH)3]=3.0×l0-34,當(dāng)溶液中的金屬離子濃度小于1.0×10-5mol·L-1時(shí)，可以認(rèn)為沉淀完全。在含Fe3+、A13+的濃度均為1. 05mol·L-1的溶液中加入氨水，當(dāng)Fe3+完全沉淀時(shí)，A13+沉淀的百分?jǐn)?shù)____________。

Answer 1

【答案】 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.8kJ·mol-1 2 NH3+6OH--6e-=N2+6H2O ＜ ad ＜ 70%

【解析】(1)(1)已知：①4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266.8kJ/mol，②N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ/mol，利用蓋斯定律①-2×②可得：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.8KJ/mol；

(2)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氨氣被氧化生產(chǎn)氮?dú)�，電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；

(3)圖表中平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行，逆向是吸熱反應(yīng)，正向是放熱反應(yīng)；反應(yīng)是N2+3H22NH3，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，為了增大平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行分析；a．增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，氫氣轉(zhuǎn)化率增大，故a符合；b．使用合適的催化劑，改變反應(yīng)速率，不能改變平衡，氫氣轉(zhuǎn)化率不變，故b不符合；c．升高溫度平衡逆向進(jìn)行，氫氣轉(zhuǎn)化率減小，故c不符合；d．及時(shí)分離出產(chǎn)物中的NH3，平衡正向進(jìn)行，氫氣轉(zhuǎn)化率增大，故d符合；故答案為ad；

③③Qc==4.5＞K=0.5，說(shuō)明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，因此v正(N2)＜v逆(N2)；

(4)當(dāng)溶液中離子濃度小于1.0×10-5molL-1可以認(rèn)為完全沉淀，Ksp=c(Fe3+)c3(OH-)=10-5×c3(OH-)=1×10-38，c(OH-)=mol/L=10-11mol/L，Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)×c3(OH-)=3.0×l0-34，c(Al3+)=(3.0×l0-34)÷(10-11mol/L)3=0.3mol/L，A13+沉淀的百分?jǐn)?shù)=×100%=70%。