Question

（14分）氮的氢化物NH₃、N₂H₄等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。

（1）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应：

①4NH₃(g)＋5O₂(g)＝4NO(g)＋6H₂O(l)    △H₁

②4NH₃(g)＋6NO(g)＝5N₂(g)＋6H₂O(l)    △H₂

则反应 4NH₃(g)＋3O₂(g)＝2N₂(g)＋6H₂O(l)   △H＝       。（请用含有△H₁、△H₂的式子表示）

（2）合成氨实验中，在体积为3 L的恒容密闭容器中，投入4 mol N₂和9 mol H₂在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示：

温度(K)	平衡时NH3的物质的量(mol)
T1	2.4
T2	2.0

已知：破坏1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH₃(g)中的化学键消耗的能量。

①则T₁       T₂（填“>”、“<”或“=”）

②在T₂ K下，经过10min达到化学平衡状态，则0~10min内H₂的平均速率v(H₂)=       ，平衡时N₂的转化率α（N₂）=       。

③下列图像分别代表焓变（△H）、混合气体平均相对分子质量（）、N₂体积分数φ（N₂）和气体密度（ρ）与反应时间的关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是       。

（3）某N₂H₄（肼或联氨）燃料电池（产生稳定、无污染的物质）原理如图1所示。

①M区发生的电极反应式为       。

②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和氯化钾溶液（电极均为惰性电极），设饱和氯化钾溶液体积为500mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），若该燃料电池的能量利用率为80%，则需消耗N₂H₄的质量为       g（假设溶液电解前后体积不变）。

Answer

（14分）

（1）（3△H1+2△H2）/5（2分）

（2）①＜（2分）

②0.1mol·L-1·min-1 （2分） 25%（2分）

③BC（2分）

（3）①N2H4－4e===N2↑+4H+（2分） ②0.5（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律，将NO消去，可得4NH3(g)＋3O2(g)＝2N2(g)＋6H2O(l)

△H＝（3△H1+2△H2）/5；

（2）①T2到T1变化时，氨气的物质的量增大，说明改变温度，平衡正向移动，而正向是放热反应，所以温度变化是降低温度，则T1