Question

【題目】氨和肼(N2H4)既是一種工業(yè)原料，又是一種重要的化工產(chǎn)品。

（1）等物質(zhì)的量的氨和肼分別與足量的二氧化氮反應(yīng)，產(chǎn)物為氮?dú)夂退�。則轉(zhuǎn)移電子數(shù)目之比為_______。

（2）肼在一定條件下可發(fā)生分解反應(yīng)：3N2H4(g) N2(g)+4NH3(g)，己知斷裂1mol N―H、N―N、N≡N分別需要吸收能量390.8kJ、193 kJ、946 kJ。則該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=______kJ/mol。

（3）氨的催化氧化過程主要有以下兩個(gè)反應(yīng)：

(i)4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.5kJ/mol

(ii)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H=-1267 kJ/mol

①一定溫度下，在2L密閉容器中充入10/3mol NH3與3mol O2發(fā)生反應(yīng)(ii)，達(dá)到平衡后測(cè)得容器中NH3的物質(zhì)的量為2mol；則反應(yīng)(ii)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_________；維持溫度和體積不變，向反應(yīng)(ii)中再充入10/3mol NH3與3mol O2，達(dá)平衡后，N2(g)的體積分?jǐn)?shù)將__________（填變大、變小、不變）。

②測(cè)得溫度對(duì)NO、N2產(chǎn)率的影響如下圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是_________。

A．升高溫度，反應(yīng)(i)和(ii)的平衡常數(shù)均增大

B．840 ℃后升高溫度，反應(yīng)(i)的正反應(yīng)速率減小，反應(yīng)(ii)的正反應(yīng)速率增大

C．900℃后，NO產(chǎn)率下降的主要原因是反應(yīng)(i)平衡逆向移動(dòng)

D．800℃左右時(shí)，氨的催化氧化主要按照反應(yīng)(i)進(jìn)行

（4）N2H4-O2燃料電池是一種高效低污染的新型電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示：

a極的電極反應(yīng)方程式為______________； b極的電極反應(yīng)為____________________。

Answer 1

【答案】 3：4 -367 1/9 變小 AB N2H4 -4e-+4OH-=N2+4H2O O2+4e-+2H2O=4OH-

【解析】（1）氨和肼(N2H4)中氮元素化合價(jià)分別是－3價(jià)和－2價(jià)，氮?dú)庵械�元素�?價(jià)，則等物質(zhì)的量的氨和肼分別與足量的二氧化氮反應(yīng)，產(chǎn)物為氮?dú)夂退�，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目之比為3：4。（2）反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=(3×4×390.8 +3×193－946－4×3×90.8)kJ/mol＝-367kJ/mol。（3）①根據(jù)方程式可知

4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)

起始濃度（mol/L） 5/3 1.5 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 2/3 0.5 1/3 1

平衡濃度（mol/L） 1 1 1/3 1

所以化學(xué)平衡常數(shù)K=

維持溫度和體積不變，向反應(yīng)(ii)中再充入10/3mol NH3與3mol O2，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向體積減小的逆反應(yīng)方向進(jìn)行，達(dá)平衡后，N2(g)的體積分?jǐn)?shù)將變小。②A．反應(yīng)均是放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)(i)和(ii)的平衡常數(shù)均減小，A錯(cuò)誤；B．840 ℃后升高溫度，正反應(yīng)速率均增大，B錯(cuò)誤；C．900℃后，NO產(chǎn)率下降的主要原因是反應(yīng)(i)平衡逆向移動(dòng)，C正確；D．800℃左右時(shí)NO含量最高，氮?dú)夂�量很小，說明氨的催化氧化主要按照反應(yīng)(i)進(jìn)行，D正確，答案選AB。（4）a極生成氨氣，說明肼失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為N2H4 -4e-+4OH-=N2+4H2O；b極是陰極，氧氣得到電子，電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-。