Question

【題目】氨是一種重要的化工原料，也是重要的工業(yè)產(chǎn)品，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

（1）液氨儲(chǔ)氫是目前研究的重要課題。液氨的電離和水的電離相似，液氨中的氨也能發(fā)生電離：NH3+NH3NH4++NH2-，其離子積常數(shù)為1.0×10-30。現(xiàn)將2.3克金屬鈉投入1.0 L 液氨中，待反應(yīng)結(jié)束后，假設(shè)溶液體積不變，所得溶液中NH4+離子濃度為 。

（2）用Pt電極對(duì)液氨進(jìn)行電解可產(chǎn)生H2和N2，則陰極的電極反應(yīng)式是 。

（3）用NH3催化還原NXOy可以消除氮氧化合物的污染。請(qǐng)寫出氨氣催化還原NO的化學(xué)方程式 。

（4）將一定量的N2和H2充入1L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下反應(yīng)并達(dá)到平衡，測(cè)得N2為0.10 mol，H2為0.30 mol，NH3為0.10 mol，則H2的平衡轉(zhuǎn)化率為 ；在該溫度下的平衡常數(shù)K= 。

（5）右圖是某壓強(qiáng)下，N2與H2按體積比1: 3投料時(shí)，反應(yīng)混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線。其中一條是經(jīng)過一定時(shí)間反應(yīng)后的曲線，另一條是平衡時(shí)的曲線。則圖中b點(diǎn)，v(正) v(逆)。（填“＞”、“＝”或“＜”）

Answer 1

【答案】（1）1.0×10-29mol/L

（2）2NH3+2e-＝H2 +2NH2- 或 2NH4++2e-＝H2+2NH3

（3）4NH3+6NO5N2+6H2O （4）33.3% 3.70 L2/mol2

（5）＞

【解析】

試題分析：（1）將2.3g金屬鈉投入1.0L液氨中發(fā)生反應(yīng)為：2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑；促進(jìn)液氨的電離，依據(jù)：NH3+NH3=NH4++NH2-，[NH4+][NH2-]=l.0×l0-30；反應(yīng)生成NH2-物質(zhì)的量為0.1mol；濃度為0.1mol/L，所得溶液中NH4+的濃度l.0×l0-29mol/L。

（2）用Pt電極對(duì)液氨進(jìn)行電解可產(chǎn)生H2和N2，陰極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，則陰極是銨根放電生成氫氣，電極反應(yīng)式是2NH3+2e-＝H2 +2NH2- 或 2NH4++2e-＝H2+2NH3。

（3）氨氣催化還原NO生成氮?dú)夂退�，反�?yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+6NO5N2+6H2O。

（4）將一定量的N2和H2充入1L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下反應(yīng)并達(dá)到平衡，測(cè)得N2為0.10 mol ，H2為0.30 mol ，NH3為0.10 mol ，則根據(jù)方程式N2＋3H22NH3可知消耗氫氣是0.15mol，則H2的平衡轉(zhuǎn)化率為；在該溫度下的平衡常數(shù)K＝。

（5）由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，氨氣的含量降低，所以a曲線是平衡曲線，b曲線是經(jīng)過一定時(shí)間反應(yīng)后的曲線，b點(diǎn)隨溫度的升高氨氣的含量升高，說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此v(正)＞v(逆)。