(16分)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）已知：①4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g) H=-1

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(16分)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）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。
（2）氨气、空气可以构成燃料电池，其电池反应原理为4NH₃+3O₂===2N₂+6H₂O。则原电解质溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)，负极的电极反应式为。
（3）合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：

①由上表数据可知该反应为放热反应，理由是          ；
②理论上，为了增大平衡时H₂的转化率，可采取的措施是   (填字母序号)；
a．增大压强    b．使用合适的催化剂
c．升高温度    d．及时分离出产物中的NH₃
③400^oC时，测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3mol·L^-1、2mol·L^-1、1mol·L^-1时，此时刻该反应的v_正(N₂)   v_逆(N₂)(填“>”、“<”或“=”)。
（4）①25^oC时，将amol·L^-1的氨水与0.1mol·L^-1的盐酸等体积混合。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K_b=      ；
②向25mL0.10mol·L^-1的盐酸中滴加氨水至过量，该过程中离子浓度大小关系一定不正确的是         (填字母序号)。
a．c(Cl^-)>c(H⁺)>c(NH₄⁺)>c(OH^-)    b．c(C1^-)>c(NH₄⁺)=c(H⁺)>c(OH^-)
c．c(NH₄⁺)>c(OH^-)>c(Cl^-)>c(H⁺)    d．c(OH^-)>c(NH₄⁺)>c(H⁺)>c(Cl^-)

答案

（1）4NH₃(g)+5O₂(g)===4NO(g)+6H₂O(g)

H=-905.8kJ·mol^-1。
（2）碱性，2NH₃+6OH^－—6e^－===N₂+6H₂O。
（3）①随着温度的升高，平衡常数减小；②ad ；③＜。
（4）①10⁻⁸/a-0.1；②d。

解析

试题分析：（1）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，根据盖斯定律：①+②×2得氨高温催化氧化的热化学方程式为4NH₃(g)+5O₂(g)===4NO(g)+6H₂O(g)

H=-905.8kJ·mol^-1。（2）氨气、空气可以构成燃料电池，其电池反应原理为4NH₃+3O₂===2N₂+6H₂O。为减少氨气的溶解损失，则原电解质溶液显碱性，负极的电极反应式为2NH₃+6OH^－—6e^－===N₂+6H₂O。（3）①由上表数据可知该反应为放热反应，理由是随着温度的升高，平衡常数减小；②合成氨的反应正向为气体体积减小的放热反应，为了增大平衡时H₂的转化率，需使平衡正向移动，a．增大压强，平衡正向移动，正确；b．使用合适的催化剂，平衡不移动，错误； c．升高温度，平衡逆向移动，错误；d．及时分离出产物中的NH₃，平衡正向移动，正确，选ad ；③利用Q与K的关系判断。400^oC时，测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3mol·L^-1、2mol·L^-1、1mol·L^-1时，此时刻Q=4.5，K=0.5，Q＞K，反应逆向进行，v_正(N₂)＜v_逆(N₂)。（4）①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^-）=1/2×0.1mol•L^-1=0.05mol•L^-1，故混合后溶液中c（NH₃．H₂O）=1/2amol•L^-1-0.05mol•L^-1=（0.5a-0.05）mol/L，NH₃•H₂O的电离常数K_b=10⁻⁷×0.05/0.5a-0.05=10⁻⁸/a-0.1；②盐酸与氨水反应可能出现三种情况：Ⅰ、盐酸过量，体系为NH₄Cl和HCl溶液：a盐酸过量的较多（即开始向酸液中滴加氨水）时，c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）；b盐酸稍稍过量时：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；Ⅱ、两者恰好完反应，体系为NH₄Cl溶液：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；Ⅲ、氨水过量：体系为NH₄Cl溶液和NH₃．H₂O：a氨水稍过量时，溶液呈中性：c （Cl^-）=c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-）；b氨水稍稍过量时，溶液呈中性以前：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；c氨水过量较多时，溶液呈碱性：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）或c(NH₄⁺)>c(OH^-)>c(Cl^-)>c(H⁺)，综上所述，不可能出现c(OH^-)>c(NH₄⁺)>c(H⁺)>c(Cl^-)，选d。

举一反三

(15分)已知2A(g)＋B(g)

2C(g)，H＝－a kJ/mol(a＞0)，在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A和1 mol B，在500 ℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L，放出热量为b kJ。
⑴比较a b(填“＞”“＝”或“＜”)。
⑵下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知，表中T₁ T₂(填“＞”、“＝”或“＜”)。

T/K	T₁	T₂	T₃
K	1.00×10⁷	2.45×10⁵	1.88×10³

若在原来的容器中，只加入2 mol C，500 ℃时充分反应达平衡后，吸收热量为c kJ，C的浓度     (填“＞”“＝”或“＜”)ωmol/L，a、b、c之间满足何种关系     (用代数式表示)。
⑶ 在相同条件下要想得到2a kJ热量，加入各物质的物质的量可能是     。
A． 4 mol A和2 mol B                   B． 4 mol A、2 mol B和2 mol C
C． 4 mol A和4 mol B                   D． 6 mol A和4 mol B
⑷为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是     。
A．及时分离出C气体                B．适当升高温度
C．增大B的浓度                    D．选择高效催化剂
⑸ 若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同)，起始时加入2 mol A和1 mol B，500 ℃时充分反应达平衡后，放出热量为d kJ，则d     b(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是_               。
⑹ 在一定温度下，向一个容积可变的容器中，通入3 mol A和2 mol B及固体催化剂，使之反应，平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为4 mol A、3 mol B和2 mol C，则平衡时A的百分含量     (填“不变”、“变大”、“变小”或“无法确定”)。

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(17分)金属镍具有优良的物理和化学特性，是高技术产业的重要原料。
（1）羰基法提纯镍涉及的反应为：Ni（s）+4CO（g）

Ni（CO）₄（g）
①当温度升高时，

减小，则H 0（填“>”或“<”）。
②一定温度下，将一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________（填代号）。

若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数（填“增大”、“不变”或“减小”），反应进行3s后测得Ni(CO)₄的物质的量为0．6mol，则0—3s内的平均反应速率v(CO)=____mol

。
③要提高上述反应中CO的转化率，同时增大反应速率，可采取的措施为____________________（写出一条措施即可）。
（2）以NiS04溶液为电解质溶液进行粗镍（含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是____________（填代号）。(已知氧化性：

)
a．电解过程中，化学能转化为电能
b．粗镍作阳极，发生还原反应
c．利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
d．粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
（3）工业上用硫化镍(NiS)作为电极材料冶炼镍。电解时，硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近，镍元素以Ni²^＋形态进入电解液中，如图所示。硫化镍与电源的____________（填“正极”或“负极”）相接。写出阳极的电极反应式________________。