Question

【題目】根據所學原理，完成下列各題

(1)從化學鍵的角度分析，化學反應的過程就是舊鍵斷裂和新鍵的形成過程。已知反應：N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H=﹣93kJ/mol。試根據表中所列鍵能數據，計算a 的數值為____kJ/mol。

化學鍵	H﹣H	N﹣H	N≡N
鍵能/(kJ/mol)	436	a	945

(2)25 ℃時，將a mol/L氨水與0.01 mol/L鹽酸等體積混合，反應平衡時溶液中c(NH4+)=c(Cl-)，則溶液顯________(填“酸”“堿”或“中”)性。用含a的代數式表示NH3·H2O的電離常數Kb＝________。

(3)向含有BaSO4的飽和溶液中

①加入Na2SO4溶液,則c(Ba2+)__________(填“變大”、“變小”或“不變”，下同)。

②若改加更多的固體BaSO4，則c(Ba2+)將__________。

(4)目前已開發出用電解法制取ClO2的新工藝。

①圖中用石墨做電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。則陽極產生ClO2的電極反應式為___________。

②電解一段時間，當陰極產生的氣體體積為112 mL (標準狀況)時，停止電解。通過陽離子交換膜的陽離子的物質的量為________mol。

Answer 1

【答案】391 中 減小 不變 Cl--5e-+2H2O=ClO2↑＋4H+ 0.01

【解析】

(1) 化學反應的焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和計算；

(2)根據電荷守恒分析解答；

(3)①根據沉淀溶解平衡分析；②從沉淀溶解平衡平衡常數分析；

(4)①陽極發生氧化反應，由題意可知，氯離子放電生成ClO2，由元素守恒可知，有水參加反應，結合電荷守恒可知，同時生成氫離子；

②在陰極發生反應：2H++2e-=H2↑，根據n=計算氫氣的物質的量，通過陽離子交換膜的陽離子為+1價離子，根據電子轉移守恒計算陽離子的物質的量。

(1) N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H=﹣93kJ/mol。，化學反應的焓變=反應物鍵能總和—生成物鍵能總和，所以可得：-93kJ/mol=945kJ/mol+3×436kJ/mol-6×a，解得a=391kJ/mol；

(2)根據電荷守恒可得：c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(Cl-)，由于溶液中c(NH4+)=c(Cl-)，所以c(H+)=c(OH-)，溶液顯中性；室溫下，Kw=10-14，c(OH-)=10-7mol/L，混合溶液中c(NH3·H2O)=，c(NH4+)=c(Cl-)=×10-2mol/L，所以該一水合氨的化學平衡常數Kb==；

(3)①BaSO4在溶液中存在沉淀溶解平衡：BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)，向溶液中加入Na2SO4溶液，溶液中c(SO42-)增大，根據平衡移動原理可知：該平衡逆向移動，當達到平衡時，溶液中c(Ba2+)減小；

②若向該沉淀溶解平衡中加更多的固體BaSO4，由于溫度不變，各種離子的濃度不變，所以c(Ba2+)的濃度不變；

(4)①陽極發生氧化反應，由題意可知，氯離子放電生成ClO2，由元素守恒可知，有水參加反應，結合電荷守恒可知，同時生成氫離子，陽極電極反應式為：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；

②在陰極發生2H++2e--=H2↑，氫氣的物質的量為n(H2)=

通過陽離子交換膜的陽離子為+1價離子，故交換膜的陽離子的物質的量為0.005mol×2=0.01mol。