Question

【題目】氨是一種重要的化工原料，也是重要的工業產品，在工農業生產和國防等領域發揮著重要作用。

（1）液氨儲氫是目前研究的重要課題。液氨的電離和水的電離相似，液氨中的氨也能發生電離：NH3+NH3NH4++NH2-，其離子積常數為1.0×10-30。現將2.3克金屬鈉投入1.0 L 液氨中，待反應結束后，假設溶液體積不變，所得溶液中NH4+離子濃度為 。

（2）用Pt電極對液氨進行電解可產生H2和N2，則陰極的電極反應式是 。

（3）用NH3催化還原NXOy可以消除氮氧化合物的污染。請寫出氨氣催化還原NO的化學方程式 。

（4）將一定量的N2和H2充入1L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下反應并達到平衡，測得N2為0.10 mol，H2為0.30 mol，NH3為0.10 mol，則H2的平衡轉化率為 ；在該溫度下的平衡常數K= 。

（5）右圖是某壓強下，N2與H2按體積比1: 3投料時，反應混合物中氨的體積分數隨溫度的變化曲線。其中一條是經過一定時間反應后的曲線，另一條是平衡時的曲線。則圖中b點，v(正) v(逆)。（填“＞”、“＝”或“＜”）

Answer 1

【答案】（1）1.0×10-29mol/L

（2）2NH3+2e-＝H2 +2NH2- 或 2NH4++2e-＝H2+2NH3

（3）4NH3+6NO5N2+6H2O （4）33.3% 3.70 L2/mol2

（5）＞

【解析】

試題分析：（1）將2.3g金屬鈉投入1.0L液氨中發生反應為：2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑；促進液氨的電離，依據：NH3+NH3=NH4++NH2-，[NH4+][NH2-]=l.0×l0-30；反應生成NH2-物質的量為0.1mol；濃度為0.1mol/L，所得溶液中NH4+的濃度l.0×l0-29mol/L。

（2）用Pt電極對液氨進行電解可產生H2和N2，陰極得到電子，發生還原反應，則陰極是銨根放電生成氫氣，電極反應式是2NH3+2e-＝H2 +2NH2- 或 2NH4++2e-＝H2+2NH3。

（3）氨氣催化還原NO生成氮氣和水，反應的化學方程式為4NH3+6NO5N2+6H2O。

（4）將一定量的N2和H2充入1L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下反應并達到平衡，測得N2為0.10 mol ，H2為0.30 mol ，NH3為0.10 mol ，則根據方程式N2＋3H22NH3可知消耗氫氣是0.15mol，則H2的平衡轉化率為；在該溫度下的平衡常數K＝。

（5）由于正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向進行，氨氣的含量降低，所以a曲線是平衡曲線，b曲線是經過一定時間反應后的曲線，b點隨溫度的升高氨氣的含量升高，說明反應向正反應方向進行，因此v(正)＞v(逆)。