对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义．（1）N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应，已知反应的热化学方程式如下：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol-1；2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）

Question

对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义．
（1）N₂、O₂和H₂相互之间可以发生化合反应，已知反应的热化学方程式如下：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1；
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-1；
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1．
则氨的催化氧化反应的热化学方程式为

4NH₃（g）+5O₂（g） (催化剂.)/()4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ•mol^-1

4NH₃（g）+5O₂（g） (催化剂.)/()4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ•mol^-1

．
（2）汽车尾气净化的一个反应原理为：2NO（g）+2CO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0．
一定温度下，将2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图一所示．

①N0的平衡转化率为______，0～20min平均反应速率v（NO）为______．25min时，若保持反应温度不变，再向容器中充入CO、N₂各0.8mol，则化学平衡将______移动（填“向左”、“向右”或“不”）．
②若只改变某一反应条件X，反应由原平衡I达到新平衡Ⅱ，变量Y的变化趋势如图二所示．下列说法正确的是______ （填字母代号）．

	条件X	变量Y
a	压强	反应的平衡常数
b	温度	CO的平衡浓度
c	温度	N2的体积分数
d	催化剂	NO的平衡转化率

（3）某化学小组拟设计以N₂和H₂为电极反应物，以HCl-NH₄Cl为电解质溶液制成燃料电池，则该电池的正极反应式为______．假设电解质溶液的体积不变，下列说法正确的是______（填字母代号）．
a．放电过程中，电解质溶液的pH保持不变
b．溶液中的NH₄Cl浓度增大，但Cl^-离子浓度不变
c．每转移6.02×10²³个电子，则有标准状况下11.2L电极反应物被氧化
d．为保持放电效果，电池使用一段时间需更换电解质溶液．

Answer 1

（1）①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-1；
③N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1．
依据盖斯定律②×3-③×2+①×2得到：4NH₃（g）+5O₂（g）(催化剂.)/()4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ•mol^-1；
故答案为：4NH₃（g）+5O₂（g）(催化剂.)/()4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ•mol^-1；
（2）①一定温度下，将2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中，依据图象分析可知，平衡状态氮气物质的量为0.4mol，一氧化碳物质的量为1.6mol；依据化学平衡三段式列式计算；
            2NO（g）+2CO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol） 2.8     2.4       0       0
变化量（mol） 0.8     0.8       0.4     0.8
平衡量（mol） 2      1.6        0.4     0.4
N0的平衡转化率=(0.8mol)/(2.8mol)×100%=28.6%；
0～20min平均反应速率v（NO）=((0.8mol)/(2L))/(20min)=0.02 mol•L^-1•min^-1；
K=(((0.4)/(2))2×(0.4)/(2))/(((2)/(2))2×((1.6)/(2))2)=0.0125
应温度不变，再向容器中充入CO、N₂各0.8mol，
 2NO（g）+2CO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）
 2    1.6+0.8=2.4  0.8+0.4=1.2  0.4
Q=(((0.4)/(2))2×(1.2)/(2))/(((2)/(2))2×((2.4)/(2))2)=0.017＞K，平衡左移；
故答案为：28.6%； 0.02 mol•L^-1•min^-1；向左；
②2NO（g）+2CO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应；图象中X随Y增大而增大；
a、平衡常数随温度变化，不随压强变化，故a不符合；
b、温度升高，平衡逆向进行，一氧化碳难度中等，故b符合
c、温度升高，平衡逆向进行，氮气含量减小，故c不符合；
d、催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，转化率不变，故d不符合；
故答案为：b；
（3）以N₂、H₂为电极反应物，以HCl-NH₄Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，氮气在正极得到电子发生还原反应，电极反应为N₂+8H⁺+6e^-═2NH₄⁺；
a．放电过程中，负极电极反应为：H₂-2e^-=2H⁺，正极电极反应N₂+8H⁺+6e^-═2NH₄⁺，依据电子守恒可知过程中消耗氢离子，电解质溶液PH升高，故a错误；
b．正极生成铵根离子，溶液中的NH₄Cl浓度增大，但Cl^-离子浓度不变，故b正确；
c．每转移6.02×10²³个电子，即为1mol，电极反应物被氧化的是氢气，依据电子守恒计算氢气被氧化的物质的量为0.5mol，则有标准状况下11.2L，故c正确；
d．原电池工作过程中消耗电解质，为保持放电效果，电池使用一段时间需更换电解质溶液，故正确；
故答案为：N₂+8H⁺+6e^-═2NH₄⁺； bcd