Question

硝酸工业的基础是氨的催化氧化，在催化剂作用下发生如下反应：

① 4NH₃(g)+5O₂(g) 4NO(g)+6H₂O(g)     △H = —905 kJ/mol     ①主反应

② 4NH₃(g)+3O₂(g) 2N₂(g)+6H₂O(g)      △H = —1268 kJ/mol    ②副反应

有关物质产率与温度的关系如甲图。

（1）由反应①②可知反应⑤N₂(g) + O₂(g) 2NO(g)的反应热ΔH=      

（2）由图甲可知工业上氨催化氧化生成 NO时，反应温度最好控制在      

（3）用Fe₃O₄制备Fe（NO₃）₃溶液时，需加过量的稀硝酸，原因一：将Fe₄O₃中的Fe²⁺全部转化为Fe³⁺，

原因二：      （用文字和离子方程式说明）。

（4）将NH₃通入NaClO溶液中，可生成N₂H₄，则反应的离子方程式为      。

（5）依据反应②可以设计成直接供氨式碱性燃料电池（如乙图所示），则图中A为      （填“正极”或“负极”），电极方程式为      

 

Answer 1

【答案】

（12分）（每空2分）

（1） +181.5 kJ/mol                 

（2） 780℃~840℃

（3） 抑制Fe³⁺的水解；Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺

（4） 2NH₃+ClO^—=N₂H₄+Cl^—+H₂O    

（5） 负极                2NH₃—6e^—+6OH^—=N₂+6H₂O

【解析】

试题分析：（1）由盖斯定律，（①-②）×1/2可得N₂（g）+O₂（g）2NO（g），故△H=1/2×（1）由盖斯定律，（①-②）×1/2可得N₂（g）+O₂（g）2NO（g），故△H=+181.5 kJ·mol^－1，

故答案为：+181.5 kJ·mol^－1；

（2）从图象可以看在，反应温度在780～840℃，NO的产率最大，故选择780～840℃，

故答案为：780～840℃；

（3）溶液中铁离子水解Fe^3＋+3H₂OFe（OH）3+3H^＋，过量的硝酸抑制Fe^3＋的水解，

故答案为：溶液中铁离子水解Fe^3＋+3H₂OFe（OH）3+3H^＋，过量的硝酸抑制Fe^3＋的水解；

（4）NH₃通入NaClO溶液中，生成N₂H₄，N元素的化合价升高，故Cl元素的化合价应降低，有氯离子生成，根据元素守恒与电荷守恒可知，还有水生成，配平后离子方程式为：2NH₃+ClO^－=N₂H₄+Cl^－+H₂O，

故答案为：2NH₃+ClO^－=N₂H₄+Cl^－+H₂O；

（5）由图可知，A极通入的为氨气，发生氧化反应，为负极，氨气在碱性条件下放电生成氮气与水，电极反应式为：2NH₃-6e^－+6OH^－=N₂+6H₂O，

故答案为：负极；2NH₃-6e^－+6OH^－=N₂+6H₂O．

考点：化学平衡的调控作用；化学电源新型电池