硝酸工业的基础是氨的催化氧化，在催化剂作用下发生如下反应：① 4NH 3 (g)+5O 2 (g) 4NO(g)+6H 2 O(g)

Question

硝酸工业的基础是氨的催化氧化，在催化剂作用下发生如下反应：① 4NH 3 (g)+5O 2 (g) 4NO(g)+6H 2 O(g) △H =" —905" kJ/mol ①主反应② 4NH 3 (g)+3O 2 (g) 2N 2 (g)+6H 2 O(g) △H =" —1268" kJ/mol ②副反应有关物质产率与温度的关系如甲图。 （1）由反应①②可知反应⑤N 2 (g) + O 2 (g) 2NO(g)的反应热ΔH= （2）由图甲可知工业上氨催化氧化生成 NO时，反应温度最好控制在 （3）用Fe 3 O 4 制备Fe（NO 3 ） 3 溶液时，需加过量的稀硝酸，原因一：将Fe 4 O 3 中的Fe 2+ 全部转化为Fe 3+ ，原因二： （用文字和离子方程式说明）。（4）将NH 3 通入NaClO溶液中，可生成N 2 H 4 ，则反应的离子方程式为 。（5）依据反应②可以设计成直接供氨式碱性燃料电池（如乙图所示），则图中A为 （填“正极”或“负极”），电极方程式为

Answer 1

（12分）（每空2分） （1） +181.5 kJ/mol     （2） 780℃~840℃ （3） 抑制Fe 3+ 的水解；Fe 3+ +3H 2 O Fe(OH) 3 +3H + （4） 2NH 3 +ClO — =N 2 H 4 +Cl — +H 2 O  （5） 负极      2NH 3 —6e — +6OH — =N 2 +6H 2 O

试题分析：（1）由盖斯定律，（①-②）×1/2可得N 2 （g）+O 2 （g） 2NO（g），故△H=1/2×（1）由盖斯定律，（①-②）×1/2可得N 2 （g）+O 2 （g） 2NO（g），故△H="+181.5" kJ·mol －1 ， 故答案为：+181.5 kJ·mol －1 ； （2）从图象可以看在，反应温度在780～840℃，NO的产率最大，故选择780～840℃， 故答案为：780～840℃； （3）溶液中铁离子水解Fe 3 ＋ +3H 2 O Fe（OH）3+3H ＋ ，过量的硝酸抑制Fe 3 ＋ 的水解， 故答案为：溶液中铁离子水解Fe 3 ＋ +3H 2 O Fe（OH）3+3H ＋ ，过量的硝酸抑制Fe 3 ＋ 的水解； （4）NH 3 通入NaClO溶液中，生成N 2 H 4 ，N元素的化合价升高，故Cl元素的化合价应降低，有氯离子生成，根据元素守恒与电荷守恒可知，还有水生成，配平后离子方程式为：2NH 3 +ClO － =N 2 H 4 +Cl － +H 2 O， 故答案为：2NH 3 +ClO － =N 2 H 4 +Cl － +H 2 O； （5）由图可知，A极通入的为氨气，发生氧化反应，为负极，氨气在碱性条件下放电生成氮气与水，电极反应式为：2NH 3 -6e － +6OH － =N 2 +6H 2 O， 故答案为：负极；2NH 3 -6e － +6OH － =N 2 +6H 2 O．