Question

液氨气化后分解产生的氢气可作为燃料供给氢氧燃料电池。

已知：2NH₃(g) N₂ (g)+3H₂(g) △H= 92.4 kJ·mol^-1

2H₂ (g)+O₂ (g)=2H₂O(g)    △H= - 483.6 kJ·mol^-1

NH₃(l) NH₃ (g) △H= 23.4 kJ·mol^-1

(1) 4NH₃(l)+3O₂ (g)2N₂(g)+6H₂O(g) 的△H=______，该反应的平衡常数表达式为______。

(2) 2NH₃(g) N₂(g)十3H₂(g)能自发的条件是_________（填“高温”或“低温”）；恒温（T₁）恒容时，催化分解初始浓度为c₀的氨气，得氨气的转化率α(NH₃)随时间t变化的关系如图曲线1。如果保持其他条件不变，将反应温度提高到T₂，请在图中再添加一条催化分解初始浓度也为c₀的氨气过程中α(NH₃)～t的总趋势曲线_________（标注2）。

(3)有研究表明，在温度大于70℃、催化剂及碱性溶液中，可通过电解法还原氮气得到氨气，写出阴极的电极反应式______________________。

(4) 25℃时，将amol/L的氨水与b mol/L盐酸等体积混合（体积变化忽略不计），反应后溶液恰好显中性，用a、b表示NH₃·H₂O的电离平衡常数为_______________。

Answer

-1172.4kJ/mol 高温 N2+3H2O+6e-=2NH3+6OH-

【解析】本题考查盖斯定律的应用，反应自发进行的判断，电解原理的应用及电离平衡常数等知识，根据具体知识解答即可。

（1）①2NH3(g) N2 (g)+3H2(g) △H= 92.4 kJ·mol-1，②2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(g) △H= - 483.6 kJ·mol-1，③NH3(1) NH3 (g) △H= 23.4 kJ·mol-1，由盖斯定律：2×①+3×②+4×③得到反应4NH3(l)+3O2 (g)2N2(g)+6H2O(g) 的△H=92.4×2+（-483.6）×3+23.4×4=-1172.4kJ/mol；根据化学平衡常数的含义，该反应的平衡常数表达式为。

（2）已知2NH3(g) N2 (g)+3H2(g) △H= 92.4 kJ·mol-1，反应后气体的物质的量增大，则△S＞0，而且△H＞0，若要使△H-T·△S＜0，则需在较高温度下，所以2NH3(g) N2(g)十3H2(g)能自发进行的条件是高温；将反应温度提高到T2，反应速率加快，到达平衡所用时间缩短，氨气的分解反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，氨气的转化率增大，则T2温度时氨气分解初始浓度为c0的过程中α（NH3）～t的总趋势曲线为。

（3）根据题意，电解法还原氮气得到氨气，阴极是氮气得电子发生还原反应生成氨气，1mol氮气得6mol电子，利用OH－平衡电荷，然后用原子守恒配平，则电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+6OH- 。

（4）将a mol/L的氨水与b mol/L的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，则溶液中c(H＋)=c（OH-）=1×10-7mol/L，根据电荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)，溶液中c（NH4+）=c（Cl-）= mol/L，混合后反应前c（NH3•H2O）= mol/L，则反应后c（NH3•H2O）=（ - ）mol/L，mol/L，Kb=[c(NH4＋ )·c(OH－)]÷c(NH3·H2O)=。