Question

硝酸工業(yè)的基礎(chǔ)是氨的催化氧化，在催化劑作用下發(fā)生如下反應(yīng)：

① 4NH₃(g)+5O₂(g) 4NO(g)+6H₂O(g)     △H = —905 kJ/mol     ①主反應(yīng)

② 4NH₃(g)+3O₂(g) 2N₂(g)+6H₂O(g)      △H = —1268 kJ/mol    ②副反應(yīng)

有關(guān)物質(zhì)產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如甲圖。

（1）由反應(yīng)①②可知反應(yīng)⑤N₂(g) + O₂(g) 2NO(g)的反應(yīng)熱ΔH=      

（2）由圖甲可知工業(yè)上氨催化氧化生成 NO時，反應(yīng)溫度最好控制在      

（3）用Fe₃O₄制備Fe（NO₃）₃溶液時，需加過量的稀硝酸，原因一：將Fe₄O₃中的Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，

原因二：      （用文字和離子方程式說明）。

（4）將NH₃通入NaClO溶液中，可生成N₂H₄，則反應(yīng)的離子方程式為      。

（5）依據(jù)反應(yīng)②可以設(shè)計成直接供氨式堿性燃料電池（如乙圖所示），則圖中A為      （填“正極”或“負極”），電極方程式為      

 

Answer 1

【答案】

（12分）（每空2分）

（1） +181.5 kJ/mol                 

（2） 780℃~840℃

（3） 抑制Fe³⁺的水解；Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺

（4） 2NH₃+ClO^—=N₂H₄+Cl^—+H₂O    

（5） 負極                2NH₃—6e^—+6OH^—=N₂+6H₂O

【解析】

試題分析：（1）由蓋斯定律，（①-②）×1/2可得N₂（g）+O₂（g）2NO（g），故△H=1/2×（1）由蓋斯定律，（①-②）×1/2可得N₂（g）+O₂（g）2NO（g），故△H=+181.5 kJ·mol^－1，

故答案為：+181.5 kJ·mol^－1；

（2）從圖象可以看在，反應(yīng)溫度在780～840℃，NO的產(chǎn)率最大，故選擇780～840℃，

故答案為：780～840℃；

（3）溶液中鐵離子水解Fe^3＋+3H₂OFe（OH）3+3H^＋，過量的硝酸抑制Fe^3＋的水解，

故答案為：溶液中鐵離子水解Fe^3＋+3H₂OFe（OH）3+3H^＋，過量的硝酸抑制Fe^3＋的水解；

（4）NH₃通入NaClO溶液中，生成N₂H₄，N元素的化合價升高，故Cl元素的化合價應(yīng)降低，有氯離子生成，根據(jù)元素守恒與電荷守恒可知，還有水生成，配平后離子方程式為：2NH₃+ClO^－=N₂H₄+Cl^－+H₂O，

故答案為：2NH₃+ClO^－=N₂H₄+Cl^－+H₂O；

（5）由圖可知，A極通入的為氨氣，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負極，氨氣在堿性條件下放電生成氮氣與水，電極反應(yīng)式為：2NH₃-6e^－+6OH^－=N₂+6H₂O，

故答案為：負極；2NH₃-6e^－+6OH^－=N₂+6H₂O．

考點：化學平衡的調(diào)控作用；化學電源新型電池