Question

運用化學反應原理研究氮、氯、碘等單質及其化合物的反應有重要意義．
（1）如圖是一定的溫度和壓強下N₂和H₂反應生成lmolNH₃過程中能量變化示意圖，請寫出工業合成氨的熱化學方程式（△H的數值用含字母Q₁、Q₂的代數式表示）：

N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=2（Q₁-Q₂）kJ?mol^-1

（2）最近一些科學家研究采用高質子導電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺）實現氮的固定--氨的電解法合成，大大提高了氮氣和氫氣的轉化率．總反應式為：N₂+3H₂

通電          .

(一定條件)

2NH₃．則在電解法合成氨的過程中，應將H₂不斷地通入

陽

極（填“正”、“負”、“陰”或“陽”）；在另一電極通入N₂，該電極反應式為

N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃

．
（3）氨氣溶于水得到氨水．在25℃下，將a mol?L^-1的氨水與b mol?L^-1的鹽酸等體積混合（混合后體積為混合前體積之和），反應后溶液顯中性．求25℃下該混合溶液中氨水的電離平衡常數

b×10-7

a-b

（4）已知：25℃時K_SP（AgCl）=1.6×l0^-10   K_SP（AgI）=1.5×l0^-16
海水中含有大量的元素，常量元素如氯，微量元素如碘，其在海水中均以化合態存在．在25℃下，向0.1L0.002mol?L^-l的NaCl溶液中逐滴加入適量的0.1L0.002mol?L^-l硝酸銀溶液，有白色沉淀生成，從難溶電解質的溶解平衡角度解釋產生沉淀的原因是

c（Ag⁺）?c（Cl^-）＞K_sp（AgCl）

，向反應后的渾濁液中繼續加入0.1L0.002mol?L^-1的NaI溶液，看到的現象是

白色沉淀轉化為黃色沉淀

，產生該現象的原因是（用離子方程式表示）

AgCl（s）+I^-（aq）═AgI（s）+Cl^-（aq）

．

Answer 1

分析：（1）由圖求出N₂和H₂反應生成1molNH₃的反應熱，再根據熱化學反應方程式的書寫解答；
（2）在電解池中，陽極上發生失電子的氧化反應，陰極上發生得電子的還原反應，根據電解的總反應來書寫電極反應；
（3）將a mol?L^-1的氨水與b mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應后溶液顯中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，根據k=

c(NH4+)×c(OH-)

c(NH3?H2O)

計算；
（4）根據Qc與Ksp的相對大小來確定有沒有沉淀產生，溶解度越小越易形成沉淀．

解答：解：（1）由圖可知，N₂和H₂反應生成1molNH₃放出的熱量為（Q₁-Q₂）kJ，該反應的熱化學反應方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（Q₁-Q₂）kJ?mol^-1，
故答案為：N₂ （g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=2（Q₁-Q₂） kJ?mol^-1；
（2）跟據總反應式：N₂+3H₂ ?2NH₃，氫氣發生失電子的氧化反應，則在電解法合成氨的過程中，應將H₂不斷地通入陽極，在另一電極通入N₂，發生得電子的還原反應，即N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；
故答案為：陽；N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；
（3）將a mol?L^-1的氨水與b mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應后溶液顯中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，
溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=

b

2

mol/L，混合后反應前c（NH₃?H₂O）=

a

2

mol/L，則反應后c（NH₃?H₂O）=（

a

2

-

b

2

）mol/L，
則k=

c(NH4+)×c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

b 2 ×1×10-7

a 2 - b 2

=

b×10-7

a-b

，
故答案為：

b×10-7

a-b

；
（4）解答：Qc=c（Ag⁺）．c（Cl^-）=0.001mol?L^-l×0.001mol?L^-l=10^-6＞Ksp（AgCl），所以有沉淀，K_SP（AgCl）＞K_SP（AgI）沉淀轉化，所以AgCl會轉化為AgI，白色沉淀轉化為黃色沉淀，離子反應為AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq），
故答案為：c（Ag⁺）．c（Cl^-）＞Ksp（AgCl）；白色沉淀轉化為黃色沉淀；AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）．

點評：本題考查了熱化學方程式書寫，電解原理的應用電解反應的書寫方法，弱電解質電離平衡的計算應用，沉淀溶解平衡的分析判斷，題目難度中等．