氨在能源、化肥生產等領域有著非常重要的用途。
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(1)25℃時,NH3和O2能反應生成NO和液態水,生成6mol水時放出1289kJ的熱量,其熱化學方程式是 4NH3(g)+5O2(g)催化劑△4NO(g)+6H2O(l)ΔH=-1289kJ/mol4NH3(g)+5O2(g)催化劑△4NO(g)+6H2O(l)ΔH=-1289kJ/mol。
(2)與H2-O2燃料電池相比,氨易液化,運輸和儲存方便,安全性能更高。新型NH3-O2燃料電池原理如圖1所示:
①電極1為 負極負極(填“正極”或“負極”),電極2的反應式為 O2+4e-+H2O=4OH-O2+4e-+H2O=4OH-。
②氨氣也可以在純氧中燃燒,此時化學能轉化為熱能。
已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH1
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH2
4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)ΔH3
ΔH1、ΔH2、ΔH3之間的關系式為:ΔH3=3ΔH1-2ΔH23ΔH1-2ΔH2。
③與熱能相比,電能具有更高的利用價值,燃料電池可將化學能直接轉化為電能的原因是原電池可將氧化反應與還原反應 分開分開進行,使得電子發生定向移動,形成電流。
(3)請結合下列數據分析,工業上選用氮氣與氫氣反應固氮,而沒有選用氮氣和氧氣反應固氮的原因是 氮氣與氫氣的反應限度遠大于氨氣與氧氣的反應限度氮氣與氫氣的反應限度遠大于氨氣與氧氣的反應限度。
催化劑
△
催化劑
△
序號 | 化學反應 | K(298K)的數值 |
① | N2(g)+O2(g)?2NO(g) | 5×10-31 |
② | N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) | 4.1×106 |
①陽極產生的氣體是
O2
O2
。②陰極生成氨的電極反應式為
N2+6e-+6H+=2NH3
N2+6e-+6H+=2NH3
。③經檢測在陰極表面發生了副反應,導致氨的產量降低。寫出該副反應的電極反應式
2H++2e-=H2↑
2H++2e-=H2↑
。【答案】4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l)ΔH=-1289kJ/mol;負極;O2+4e-+H2O=4OH-;3ΔH1-2ΔH2;分開;氮氣與氫氣的反應限度遠大于氨氣與氧氣的反應限度;O2;N2+6e-+6H+=2NH3;2H++2e-=H2↑
催化劑
△
【解答】
【點評】
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發布:2024/10/2 9:0:1組卷:2引用:1難度:0.4
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(2)電解過程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通電2H2(g)+O2(g)△H2光照催化劑
以上反應的△H1
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