Question

【題目】液氨氣化后，分解產(chǎn)生的氫氣可作為氫氧燃料電池的燃料。氨氣分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：2NH3(g) N2 (g) + 3H2(g) ΔH = + a kJ·mol-1 (a＞0)。請(qǐng)回答下列問題：

已知：2H2 (g) + O2 (g) =2H2O(l) ΔH1 = - b kJ·mol-1

NH3 (g) NH3(l) ΔH2 = - c kJ·mol-1

（1）氨氣自發(fā)分解的反應(yīng)條件為________（填“高溫”、“ 低溫”、“ 任何條件下”），4NH3(l) + 3O2 (g) = 2N2 (g) + 6H2O(l) 的 ΔH3 =_____________kJ·mol-1。

（2）H2O的電子式為_____________，水能發(fā)生電離：2H2O(l) H3O++OH-，液氨也能發(fā)生類似的電離。請(qǐng)寫出液氨的電離方程式____________________________________。

（3）液氨氣化后，分解產(chǎn)生的氫氣可作為氫氧燃料電池的燃料,在KOH電解質(zhì)溶液中，電池負(fù)極的電極反應(yīng)為__________________________________________，實(shí)驗(yàn)室中用氫氧燃料電池作為電源采用Pt電極對(duì)液氨進(jìn)行電解可以得到H2和N2 ，若電解過程中陽極收集得到4.48L氣體（標(biāo)況），則轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目是_________________。

Answer 1

【答案】 高溫 2a-3b+4c 2NH3(l) NH4++NH2－ H2-2e－+2OH－===2H2O 1.2NA或7.2×1023

【解析】（1）氨氣分解是吸熱的體積增大的反應(yīng)，根據(jù)△G=△H－T·△S＜0可以判斷在高溫下可以自發(fā)進(jìn)行；

已知：①2NH3（g）N2（g）+3H2（g）△H=+a kJmol-1

②2H2（g）+O2（g）＝2H2O（l）△H=-b kJmol-1

③NH3（g）NH3（l）△H=-c kJmol-1

根據(jù)蓋斯定律可知將①×2+②×3-③×4可得：4NH3（l）+3O2（g）＝2N2（g）+6H2O（l）△H=（2a-3b+4c）kJ/mol；

（2）H2O是共價(jià)化合物，電子式為；液氨類似于水的電離，已知水的電離方程式可寫為2H2OH3O++OH－，則液氨的電離方程式為2NH3NH4++NH2－；（3）氫氣在負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，在KOH電解質(zhì)溶液中，電池負(fù)極的電極反應(yīng)為H2-2e－+2OH－＝2H2O；實(shí)驗(yàn)室用Pt電極對(duì)液氨進(jìn)行電解可以得到H2和N2，則陽極收集到的氣體為N2，標(biāo)況下4.48L氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為0.2mol，而電解時(shí)氮元素的價(jià)態(tài)由-3價(jià)變?yōu)?/span>0價(jià)，故當(dāng)生成0.2mol氮?dú)鈺r(shí)轉(zhuǎn)移0.2mol×6=1.2mol電子，即1.2NA個(gè)電子。