问题标题:
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)氨气可以构成燃料电池,其电池反应原理为4NH3+3O2═2N2+6H2O.NH3应通入燃料电池的___(填“正极”或“负极”).已知
问题描述:
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)氨气可以构成燃料电池,其电池反应原理为4NH3+3O2═2N2+6H2O.NH3应通入燃料电池的___(填“正极”或“负极”).已知电解质溶液为KOH溶液,正极的电极反应式为___.
(2)25℃时,将a mol•L-1的氨水与0.1mol•L-1的盐酸等体积混合.
①当溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)>c(Cl-)时,则反应的情况可能为___.
a.盐酸不足,氨水剩余 b.氨水与盐酸恰好完全反应 c.盐酸过量
②当溶液中c(NH4+)=c(Cl-)时,用含a的代数式表示NH3•H2O的电离常数Ka=___.
(3)在0.5L恒容密闭容器中,一定量的N2与H2进行反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=bkJ•mol-1,其化学平衡常数K与温度的关系如下:
温度/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | 1.0 | 0.85 | 0.5 |
②400℃时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时,此时刻该反应的v正(N2)___(填“大于”“小于”或“等于”)v逆(N2).
(4)已知:
①4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266.8kJ•mol-1
②N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
写出氨高温催化氧化的热化学方程式___.
李昀照回答:
(1)氨气可以构成燃料电池,其电池反应原理为4NH3+3O2=2N2+6H2O,氨分子中氮元素的化合价升高,发生氧化反应,应通入燃料电池的负极;电解质溶液为KOH溶液,氧气在正极得电子发生还原反应,电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,
故答案为:负极;O2+2H2O+4e-=4OH-;
(2)①溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)>c(Cl-)时,由电荷守恒可知c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性,
a.盐酸不足,氨水剩余,为氯化铵与氨水的混合溶液,铵根离子水解程度小于氨水的电离时,溶液可能呈碱性,故a可能;
b.氨水与盐酸恰好完全反应,为氯化铵溶液,铵根离子水解,溶液呈酸性,故b不可能;
c.盐酸过量,溶液为氯化铵、盐酸的混合溶液,溶液呈酸性,故c不可能;
故答案为:a;
②根据电荷守恒有c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),由于c(NH4+)=c(Cl-),故c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,故溶液中c(OH-)=10-7mol/L,溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=12
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