Question

在一定条件下，将4molNH₃和4molO₂混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：4NH₃(g)+5O₂(g)=4X(g)+6H₂O(g)。2min后该反应达到平衡，生成3molH₂O。则：

(1)X的化学式为___。

(2)O₂的转化率为___(O₂转化率=已反应的O₂的量/O₂的总量×100%)。

(3)0~2min内，v(NH₃)=___mol·L^-1·min^-1。

(4)燃料电池是一种高效、环境友好型发电装置。一种燃料电池的电解质溶液为NaOH溶液，负极通入NH₃，正极通入空气，产物对环境无污染，则负极的电极反应式为___，电路中每通过1mol电子，消耗标准状况下的空气___(假设空气中O₂的含量为20%)L。

Answer

NO 62.5%(或0.625或) 0.5 2NH3－6e-+6OH-N2+6H2O 28

【解析】

(1)根据元素守恒可知X的化学式为NO；

(2)根据方程式可知，生成3mol水消耗2.5mol氧气，所以氧气的转化率为=62.5%；

(3)0~2min内，v(H2O)==0.75 mol·L-1·min-1，同一反应不同物质的反应速率之比等于计量数之比，所以v(NH3)=v(H2O)=0.5 mol·L-1·min-1；

(4)负极通入NH3，原电池中负极发生氧化反应，产物无污染，所以产物为N2，电解质溶液显碱性，所以同时生成水，根据电子守恒和元素守恒可得电极方程式为2NH3－6e-+6OH-→N2+6H2O；反应过程中O2→OH-，所以每个氧气可以得到4个电子，电路中每通过1mol电子，则消耗0.25mol氧气，空气中O2的含量为20%，所以消耗1.25mol空气，体积为1.25mol×22.4L/mol=28L。