發(fā)展儲氫技術(shù)是氫氧燃料電池推廣應用的關(guān)鍵．研究表明液氨是一種良好的儲氫物質(zhì)，其儲氫容量可達17.6% （質(zhì)量分數(shù)）．液氨氣化后分解產(chǎn)生的氫氣可作為燃料供給氫氧燃料電池．氨氣分解反應的熱化學方程式如下：2NH3（g）?N2 （g）+3H2（g）△H=+92.4kJ?mol-1
請回答下列問題：
（1）氨氣自發(fā)分解的反應條件是
 
．（填“高溫”、“低溫”或“任何條件下”）
（2）已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
NH3（l）?NH3（g）△H=+23.4kJ?mol-1
則，反應4NH3（l）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）的△H=
 
．
（3）研究表明金屬催化劑可加速氨氣的分解．圖1為某溫度下等質(zhì)量的不同金屬分別催化等濃度氨氣分解生成氫氣的初始速率．
①不同催化劑存在下，氨氣分解反應的活化能最大的是
 
（填寫催化劑的化學式）．
②恒溫（T1）恒容時，用Ni催化分解初始濃度為c0的氨氣，并實時監(jiān)測分解過程中氨氣的濃度．計算后得氨氣的轉(zhuǎn)化率α（NH3）隨時間t變化的關(guān)系曲線（見圖2）．請在圖2中畫出：在溫度為T1，Ru催化分解初始濃度為c0的氨氣過程中α（NH3） 隨t變化的總趨勢曲線（標注Ru-T1）．

③如果將反應溫度提高到T2，請在圖2中再添加一條Ru催化分解初始濃度為c0的氨氣過程中α（NH3）～t的總趨勢曲線（標注Ru-T2）
（4）用Pt電極對液氨進行電解也可產(chǎn)生H2和N2．陰極的電極反應式是
 
．（已知：液氨中2NH3（l）?NH2-+NH4+）
考點：用蓋斯定律進行有關(guān)反應熱的計算,電解原理
專題：化學反應中的能量變化,電化學專題
分析：（1）化學反應能否自發(fā)進行，取決于焓變和熵變的綜合判據(jù)，當△G=△H-T?△S＜0時，反應能自發(fā)進行據(jù)此解答；
（2）已知：
①2NH3（g）?N2 （g）+3H2（g）△H=+92.4kJ?mol-1
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
③NH3（l）?NH3（g）△H=+23.4kJ?mol-1
由蓋斯定律：2×①+3×②+4×③得到反應4NH3（l）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g），據(jù)此計算反應熱；
（3）①反應的活化能越高，則反應中活化分子數(shù)越少，反應速率越慢；
②Ru催化分解初始濃度為c0的氨氣，平衡時α（NH3）不變，反應速率加快，到達平衡所用時間比Ni催化時要短；
③將反應溫度提高到T2，反應速率加快，氨氣的分解反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動；
（4）電解時陰極發(fā)生得電子的氧化反應，液氨失電子生成氫氣和NH2-．
解答： 解：（1）已知：2NH3（g）?N2 （g）+3H2（g）△H=+92.4kJ?mol-1，反應后氣體的物質(zhì)的量增大，則△S＞0，而且△H＞0，若要使△H-T?△S＜0，則需在較高溫度下，故答案為：高溫；
（2）已知：
①2NH3（g）?N2 （g）+3H2（g）△H=+92.4kJ?mol-1
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
③NH3（l）?NH3（g）△H=+23.4kJ?mol-1
由蓋斯定律：2×①+3×②+4×③得到反應4NH3（l）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）△H=92.4×2+（-483.6）×3+23.4×4=-1172.4kJ?mol-1，
故答案為：-1172.4kJ?mol-1；
（3）①反應的活化能越高，則反應中活化分子數(shù)越少，反應速率越慢，則氨氣的分解速率最慢的反應中，氨氣分解反應的活化能最大，即當Fe作催化劑時活化能最大；
故答案為：Fe；
②Ru催化分解初始濃度為c0的氨氣，平衡時α（NH3）不變，與Ni作催化劑相同，但是反應速率加快，到達平衡所用時間比Ni催化時要短，則圖象為；
故答案為：；
③將反應溫度提高到T2，反應速率加快，到達平衡所用時間縮短，氨氣的分解反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，氨氣的轉(zhuǎn)化率增大，則T2溫度時Ru催化分解初始濃度為c0的氨氣過程中α（NH3）～t的總趨勢曲線為；
故答案為：；
（4）電解時陰極發(fā)生得電子的氧化反應，在陰極液氨失電子生成氫氣和NH2-，則電極方程式為：2NH3+2e-=H2+2NH2-；
故答案為：2NH3+2e-=H2+2NH2-．
點評：本題考查了反應自發(fā)性的判斷、蓋斯定律的應用、影響平衡和速率的因素、電解原理的應用等，題目涉及的知識點較多，側(cè)重于基礎(chǔ)知識的綜合應用的考查，題目難度中等，考查了學生的分析能力、對知識的應用能力和畫圖能力．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：

下列反應不屬于氧化還原反應的是（　�。�
A、2NH4Cl+Ca（0H）2═2NH3+2H20+CuCl2
B、2Na202+2H20═4Na0H+02
C、2S02+02═2S03
D、Cu+2H2S04（濃）═CuS04+S02+2H20

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科目：高中化學 來源： 題型：

航員佩戴頭盔的盔殼由聚碳酸酯制成，具有隔音、隔熱、防碰撞、減震性好、質(zhì)量小等特點．已知：（1）苯酚分子中與酚羥基直接相連的碳原子的鄰、對位上的氫原子有很好的反應活性，易跟某些含羰基的化合物 （R、R′代表烷基或H原子）發(fā)生縮合反應生成新的有機物和水．
（2）苯酚還能發(fā)生如下反應生成有機酸酯：

（3）若一個有機分子具有兩個官能團，則可以通過多個分子之間的連續(xù)反應脫去小分子而生成高分子化合物．如：

下圖是合成聚碳酸酯的過程（反應條件和部分產(chǎn)物未寫出）：

請寫出：
（1）X的結(jié)構(gòu)簡式
 
．
（2）在一定條件下X與反應合成聚碳酸酯的化學方程式（不必寫反應條件）：
 
．
（3）X和濃溴水反應時，1mol X最多消耗Br2
 
mol．
（4）屬于苯的同系物，與 互為同分異構(gòu)體的有機物有
 
種．

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科目：高中化學 來源： 題型：

近年來，我國儲氫碳管研究獲得重大進展，電弧法合成碳納米管，常伴有大量物質(zhì)--碳納米顆粒，這種碳納米顆�？捎醚趸瘹饣ㄌ峒�，其反應的化學方程式為：
 
C+
 
K2Cr2O7+
 
H2SO4（稀 ）→
 
CO2+
 
K2SO4+
 
Cr2（SO4）3+
 
 H2O
（1）配平上述反應的化學方程式
（2）此反應的氧化劑
 
，氧化產(chǎn)物
 
，試比較二者氧化性強弱
 

（3）硫酸在上述反應中表現(xiàn)出的性質(zhì)是
 
（填選項編號）
A．酸性     B．氧化性 C．吸水性  D．脫水性
（4）上述反應若產(chǎn)生11克氣體物質(zhì)，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

下列關(guān)系式中不正確的是（　�。�
A、等體積等物質(zhì)的量濃度的NaClO溶液與NaCl（aq） 溶液中離子總數(shù)大�。篘后＞N前
B、常溫下將醋酸鈉、鹽酸兩溶液混合后，溶液呈中性，則混合后溶液中：c（Na+）＞c（Cl-）＞c（CH3COOH）
C、0.1 mol?L-1Na2CO3溶液與0.1 mol?L-1NaHCO3溶液等體積混合c（CO32-）+2c（OH-）=c（HCO3-）+3c（H2CO3）+2c（H+）
D、硫酸氫銨溶液中滴加氫氧化鈉至溶液恰好呈中性：c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）

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科目：高中化學 來源： 題型：

化學反應變化過程及結(jié)果的研究．按要求回答問題：
（1）關(guān)于反應過程中能量變化的研究：
已知：①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ/mol
②CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-b kJ/mol
③H2O （g）=H2O（l）△H=-c kJ/mol
則：2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=
 
kJ?mol-1．
（2）關(guān)于反應速率和限度的研究：
工業(yè)生產(chǎn)尿素的原理是以NH3和CO2為原料合成尿素CO（NH2）2，反應的化學方程式為：2NH3 （g）+CO2 （g）?0CO（NH2）2 （l）+H2O （l），該反應的平衡常數(shù)（K）和溫度（T/℃）關(guān)系如下：
T/℃165175185195
K111.974.150.634.8
①焓變△H
 
0 （填“＞”、“＜”或“=”）．
②在一定溫度和壓強下，若原料氣中的NH3和CO2的物質(zhì)的量之比（氨碳比）
n(NH3)
n(CO2)
=x，如圖1是氨碳比（x）與CO2平衡轉(zhuǎn)化率（α）的關(guān)系．下例說法正確的是
 

（A）NH3的平衡轉(zhuǎn)化率隨著x增大而增大，上圖中的B點處，NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為32%
（B）圖中的D點處，未達到平衡狀態(tài)，且v（正）＜v（逆）
（C）當反應體系中H2O的質(zhì)量不再改變時，反應達到平衡狀態(tài)．
（3）關(guān)于電化學的研究：
Na2FeO4和Zn可以組成堿性電池，其反應的離子方程式為：2FeO42-+3Zn+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe （OH）3+4OH-，請寫出放電時正極的電極反應式
 
．用該電池電解尿素CO（NH2）2的堿性溶液制氫的裝置示意圖如圖2（電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極）．當高鐵電池中有3.32g Na2FeO4放電時，電解尿素CO（NH2）2的堿性溶液的陰陽兩極共收集的氣體體積為
 
mL（標準狀況下）．
（4）關(guān)于電離平衡的研究：
人體血液里存在重要的酸堿平衡：CO2+H2O?2CO3
OH-
H+
HCO3，使人體血液pH保持在7.35～7.45，否則就會發(fā)生酸中毒或堿中毒．其pH隨c（HCO3-）：c（H2CO3）變化關(guān)系如表：
c（HCO3-）：c（H2CO3）1.017.820.022.4
pH6.107.357.407.45
試回答：
①正常人體血液中，HCO3-的水解程度
 
電離程度（填“大于”、“小于”、“等于”）；
②人體血液酸中毒時，可注射
 
緩解（填選項）；
A．NaOH溶液 B．NaHCO3溶液 C．NaCl溶液 D．Na2SO4溶液．

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科目：高中化學 來源： 題型：

工業(yè)上對海水資源綜合開發(fā)利用的部分工藝流程如圖所示．

（1）粗鹽常含有少量Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等雜質(zhì)離子，將粗鹽水制成精制鹽水的流程如下．則加入的沉淀劑及其順序為
 
溶液→
 
溶液→NaOH溶液

（2）如圖是工業(yè)上電解飽和食鹽水的離子交換膜電解槽示意圖．B處出口產(chǎn)生的氣體是
 
；C處進口的物質(zhì)是
 
．與E相連的電極反應式是
 
．采用無膜電解槽（離子交換膜更換為攪拌器）電解氯化鈉稀溶液可制備“84消毒液”，通電時氯氣溶液完全吸收，若所得消毒液僅含一種溶質(zhì)，寫出反應的化學方程式
 
．

（3）寫出向苦鹵中加入硫酸和通入Cl2后，通過SO2吹出法生成大量Br2所發(fā)生的化學反應方程式
 
．
（4）寫出用MgCl2制取Mg的化學方程式
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

在可逆反應2A（g）+3B（g）?xC（g）+D（g）中，已知：反應開始加入的物質(zhì)只有A、B，起始濃度A為5
m01?L-l，B為3mol?L-l，前2min內(nèi)，用C表示的平均反應速率為0.5 mol?L-l?min-1．2min末，測得D的濃度為0.5mol?L-l．下列關(guān)于此反應的說法中，正確的是（　�。�
A、2min末，A和B的濃度之比為5：3
B、x=1
C、2min末，B的濃度為1.5 mol?L-l
D、2min末，A的消耗濃度為0.5 mol?L-l

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科目：高中化學 來源： 題型：

為了除去KCl溶液中少量的MgCl2、MgSO4，可選用Ba（OH）2、HCl和K2CO3三種試劑，按如圖步驟操作：

（1）寫出三種試劑的化學式：A
 
，B
 
，C
 
．
（2）加過量A時，有關(guān)反應的化學方程式為：
 
，
 
．
（3）加過量B的原因是：
 
；
（4）加適量C時，有關(guān)反應的化學方程式為：
 
；
（5）若從上述較純凈的KCl溶液中得到KCl晶體，應用的操作是
 
．

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