氨在国防、工农业等领域发挥着重要作用．（1）工业以甲烷为原料生产氨气的过程如下：甲烷Ⅰ氢气Ⅱ氨气①过程Ⅰ

Question

氨在国防、工农业等领域发挥着重要作用．
（1）工业以甲烷为原料生产氨气的过程如下：甲烷

Ⅰ

氢气

Ⅱ

氨气
①过程Ⅰ中，有关化学反应的能量变化如图所示

反应①为___反应（填“吸热”或“放热”），CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO（g）和H₂（g）的热化学方程式是___．
（2）CO可降低过程Ⅱ所用催化剂的催化效率，常用乙酸二氨合铜（Ⅰ）溶液吸收，其反应原理为：
[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（aq）+CO（g）+NH₃（g）⇌[Cu（NH₃）₂]CH₂COO•CO（1），所得溶液经处理的又可再生，恢复其吸收CO能力，再生的适宜条件是___．（选填字母）．
a．高温、高压  b．高温、低压  c．低温、低压  d．低温、高压
⑤下表是过程Ⅱ中，反应物的量相同时，不同条件下平衡体系中氨的体积分数

	15.2MPa	20.3MPa	30.4MPa
400℃	32.8%	38.8%	48.2%
450℃	22.4%	27.5%	35.9%
500℃	14.9%	18.8%	25.8

Ⅰ．根据表中数据，得出的结论是___．
Ⅱ．恒温时，将N₂和H₂的混合气体充入2L密闭容器中，10分钟后反应达到平衡时n（N₂）=0.1mol，
n（H₂）=0.3mol．下列图象能正确表示该过程中相关量的变化的是___．（选填字母）．

（3）直接供氨式固体氧化物燃料电池能量转化效率达到85%，结构示意图如图：

①负极的电极反应式是___．
②用该电池电解300moL的饱和食盐水．一段时间后，溶液pH为13（忽略溶液体积的变化），则消耗NH3的体积是___L．（标准状况）．

Answer 1

（1）据图热化学方程式为：①CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）△H=+76.9KJ/mol，②CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2KJ/mol，据盖斯定律①-②得：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+118.1KJ/mol，故答案为：吸热；CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+118.1KJ/mol；
（2）吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，依据化学平衡[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（l）+CO（g）+NH₃（g）⇌[Cu（NH₃）₃]CH₃COO•CO（l）；△H<0，反应是气体体积减小的放热反应，平衡逆向进行是再生的原理，再生的适宜条件是高温低压；
故答案为：b；
Ⅰ、依据定一议二原则，温度相同时，氨气体积分数随压强的增大而增大，说明加压平衡正向移动，压强相同时，氨气体积分数随温度的升高而减小，说明升温平衡逆向移动，正反应放热，故答案为：氮气和氢气生成氨气的反应是正反应气体体积减小的放热反应；
Ⅱ、恒温时，将N₂和H₂的混合气体充入2L密闭容器中，10分钟后反应达到平衡时n（N₂）=0.1mol，
n（H₂）=0.3mol，反应放热，随反应减小速率减慢，放热减少，容器体积不变，混合气体密度不变，反应正向进行，混合气体质量不变，总物质的量减少，混合气体的平均相对分子质量增大，但开始不为0，故答案为：ab；
（3）①负极发生氧化反应，氨气被氧化生产氮气，氧气被还原，电解质为固态氧化物说明氧气被还原为氧离子，负极的电极反应式为：2NH₃-6e^-+3O^2-=N₂+3H₂O，故答案为：2NH₃-6e^-+3O^2-=N₂+3H₂O；
②电解300moL的饱和食盐水，一段时间后，溶液pH为13，生成n（OH^-）=0.3L×0.1mol/L=0.03mol，据电解方程式2NaCl+2H₂O(通电.)/()2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，每生成2molNaOH，转移2mol电子，所以转移电子物质的量为0.03mol，结合2NH₃-6e^-+3O^2-=N₂+3H₂O，需要反应氨气0.01mol，标准状况下体积为0.224L，故答案为：0.224．