Question

【題目】利用N2和H2可以實現(xiàn)NH3的工業(yè)合成，而氨又可以進一步制備硝酸，在工業(yè)上一般可進行連續(xù)生產。請回答下列問題：

（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）；△H=+180.5kJ/mol

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；△H=﹣92.4kJ/mol

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；△H=﹣483.6kJ/mol

寫出氨氣經催化氧化完全生成一氧化氮氣體和水蒸氣的熱化學方程式為。

（2）N2O5是一種新型硝化劑，其性質和制備受到人們的關注。現(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池，采用電解法制備N2O5，裝置如圖所示，其中Y為CO2。

寫出石墨I電極上發(fā)生反應的電極反應式 ；

在電解池中生成N2O5的電極反應式為 。

（3）以甲醇燃料電池為電源，用惰性電極電解飽和NaCl溶液時，每消耗0.2molCH3OH，陰極產生標況下氣體的體積為 L。

Answer 1

【答案】

（1）4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣905.0kJ/mol；

（2）H2+CO32﹣﹣2e﹣=CO2+H2O；N2O4+2HNO3﹣2e﹣=2N2O5+2H+；

（3）13.44；

【解析】

試題分析：（1）N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol……①，N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol……②，2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol……③，由蓋斯定律①×2-②×2+③×3得：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=905.0kJ/mol；故答案為：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.0kJ/mol；

（2）燃料原電池中，負極上燃料失電子和碳酸根離子反應生成二氧化碳和水，電極反應式為H2+CO32--2e-=CO2+H2O；N2O5中氮元素的化合價是+5價，而硝酸中氮元素也是+5價．因此應該在左側生成N2O5，即在陽極區(qū)域生成，據電極反應離子放電順序可知：陰極發(fā)生2H++2e-=H2↑的反應，則陽極為N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+．故答案為：H2+CO32--2e-=CO2+H2O；N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+；

（3）用該電池作電源，用惰性電極電解飽和NaCl溶液時，CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，每消耗0.2molCH3OH，轉移電子1.2mol，陰極電極反應為2H++2e-=H2↑，產生標況下氣體的體積=0.6mol×22.4L/mol=13.44L；故答案為：13.44。