Question

（1）液氨作為一種潛在的清潔汽車燃料已越來越被研究人員重視．它在安全性、價格等方面較化石燃料和氫燃料有著較大的優(yōu)勢．氨在燃燒實驗中相關(guān)的反應(yīng)有：
①4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（l）△H₁
②4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（l）△H₂
③4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（l）△H₃
請寫出上述三個反應(yīng)中△H₁、△H₂、△H₃三者之間關(guān)系的表達式，△H₁=

 

．
（2）美國Simons等科學家發(fā)明了使NH₃直接用于燃料電池的方法，其裝置用鉑作為電極、加入堿性電解質(zhì)溶液，其電池反應(yīng)為 4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O
①寫出該燃料電池的正極反應(yīng)式

 

．
②若用該燃料電池產(chǎn)生的電能在鐵皮上鍍鋅（制白鐵皮），某鐵皮上現(xiàn)需要鍍上9.75g鋅，理論上至少需要消耗標準狀況的氨氣

 

L．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）利用已知的反應(yīng)及蓋斯定律來分析三個反應(yīng)中△H₁、△H₂、△H₃三者之間關(guān)系；
（2）①氧氣在正極上放電，結(jié)合堿性環(huán)境寫出正極反應(yīng)；
②根據(jù)原電池的負極上失去的電子的物質(zhì)的量等于電解池中陰極上得到的電子的物質(zhì)的量，據(jù)此分析；

解答： 解：（1）由反應(yīng)4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（l）△H₁ ①
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（l）△H₂ ②
4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（l）△H₃③
則反應(yīng)

②×3+③×2

5

可得到反應(yīng)①，則△H₁=

3△H2+2△H3

5

，故答案為：△H₁=

3△H2+2△H3

5

；
（2）①由總反應(yīng)4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，可知氧氣在正極上放電，由于電解質(zhì)是堿性的，故正極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
②某鐵皮上現(xiàn)需要鍍上9.75g鋅，物質(zhì)的量n=

m

M

=

9.75g

65g/mol

=0.15mol，故陰極上得0.15mol×2=0.3mol電子；
原電池的負極上失去的電子的物質(zhì)的量等于電解池中陰極上得到的電子的物質(zhì)的量，由總反應(yīng)4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，負極反應(yīng)為2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O，可知1molNH₃失去3mol電子；故要失去0.3mol電子，則需要的氨氣的物質(zhì)的量為0.1mol，在標況下的體積為2.24L，故答案為：2.24L．

點評：本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用和電極反應(yīng)的書寫，題目綜合性較大，較難，是對知識的綜合利用、注意基礎(chǔ)知識的理解掌握．