Question

(l4分）运用化学反应原理研究NH₃的性质具有重要意义。请回答下列问题：

(1)已知：①NH₃ (g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(g) △H=-1266.5kJ·mol^-1

②N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)   △H=＋180.5 kJ·mol^-1

写出氨高温催化氧化生成NO的热化学方程式___________。

（2）氨气、空气可以构成燃料电池，其电池反应原理为：4NH₃+30₂=2N₂+6H₂O。已知电解质溶液为KOH溶液，则负极的电极反应式为________。

（3）合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的化学平衡常数K值和温度的关系如下：

由上表数据可知该反应的△H_______ 0 填“> ”、“< ”或“=”) ；

理论上，为了增大平衡时H₂的转化率，可采取的措施是_______（选填字母）；

A．增大压强    B．使用合适的催化剂   C．升高温度  D．及时分离出产物中的NH₃

③400℃时，测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3mol·L^-1、2 mol·L^-1、l mol·L^-1，此时刻该反应的V_正(N₂)=______ V_逆(N₂)。（填“>”、“<”或“=”）。

（4）已知25℃时，Ksp[Fe(OH)₃]=1.0×l0^-38, Ksp[Al(OH)₃]=3.0×l0^-34,当溶液中的金属离子浓度小于1.0×10^-5mol·L^-1时，可以认为沉淀完全。在含Fe³⁺、A1³⁺的浓度均为1. 0⁵mol·L^-1的溶液中加入氨水，当Fe³⁺完全沉淀时，A1³⁺沉淀的百分数____________。

Answer

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.8kJ·mol-1 2 NH3+6OH--6e-=N2+6H2O ＜ ad ＜ 70%

【解析】(1)(1)已知：①4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266.8kJ/mol，②N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ/mol，利用盖斯定律①-2×②可得：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.8KJ/mol；

(2)负极发生氧化反应，氨气被氧化生产氮气，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；

(3)图表中平衡常数随温度升高减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向是放热反应；反应是N2+3H22NH3，反应是气体体积减小的放热反应，为了增大平衡时H2的转化率，平衡正向进行分析；a．增大压强，平衡正向进行，氢气转化率增大，故a符合； b．使用合适的催化剂，改变反应速率，不能改变平衡，氢气转化率不变，故b不符合；c．升高温度平衡逆向进行，氢气转化率减小，故c不符合；d．及时分离出产物中的NH3，平衡正向进行，氢气转化率增大，故d符合；故答案为ad；

③③Qc==4.5＞K=0.5，说明反应向逆反应方向进行，因此v正(N2)＜v逆(N2)；

(4)当溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol•L-1可以认为完全沉淀，Ksp=c(Fe3+)c3(OH-)=10-5×c3(OH-)=1×10-38，c(OH-)=mol/L=10-11mol/L，Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)×c3(OH-)=3.0×l0-34，c(Al3+)=(3.0×l0-34)÷(10-11mol/L)3=0.3mol/L，A13+沉淀的百分数=×100%=70%。