Question

7．氨氣是一種重要工業原料，在工農業生產中具有重要的應用．
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-1
則N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）的△H=-92.4kJ/mol．
（2）工業合成氨氣的反應為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．在一定溫度下，將一定量的N₂和H₂通入到體積為1L的密閉容器中達到平衡后．改變下列條件，能使平衡向正反應方向移動且平衡常數不變的是①②．
①增大壓強    ②增大反應物的濃度    ③使用催化劑   ④降低溫度
（3）①實驗室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體的混合物來制取氨氣，實驗室還可在NaOH（填一種試劑）中滴加濃氨水的方法快速制取少量氨氣．
②常溫下氨氣極易溶于水，溶液可以導電．氨水中水電離出的c（OH^-）＜  10^-7 mol•L^-1（填寫“＞”、“＜”或“=”）；
③將相同體積、pH之和為14的氨水和鹽酸混合后，溶液中離子濃度由大到小的順序為c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（4）合成氨的原料氫氣是一種新型的綠色能源，具有廣闊的發展前景．現用氫氧燃料電池進行圖所示實驗：（其中a、b均為碳棒）．如圖所示：
右邊Cu電極反應式是Cu-2e^-=Cu²⁺．
a電極的電極反應式O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）根據蓋斯定律來計算化學反應的焓變即可；
（2）平衡常數只與溫度有關，催化劑不能改變平衡狀態，根據影響化學平衡移動的因素以及影響化學平衡常數的因素來回答；
（3）①NaOH和濃氨水也可以制取氨氣；
②酸或堿抑制水電離；
③氨水可以和鹽酸之間發生反應得到氯化銨溶液，根據離子濃度大小比較方法來回答；
（4）左邊裝置是燃料電池，通入氫氣的電極是負極、通入氧氣的電極是正極，右邊裝置在電解池，左邊Cu是陰極、右邊Cu是陽極，陽極上Cu失電子發生氧化反應；通入氧氣的電極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子．

解答 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ•mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-1
則反應N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）可以是①+③×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{1}{2}$得到，
所以該反應的△H=180.5kJ•mol^-1+（-483.6kJ•mol^-1）×$\frac{3}{2}$-（-905kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=-92.4kJ/mol，
故答案為：-92.4kJ/mol；
（2）平衡常數只與溫度有關，催化劑不能改變平衡狀態，增大反應物濃度化學平衡正向移動，增大壓強，化學平衡向著氣體系數和減小的方向移動，故答案為：①②；
（3）①NaOH溶解放出熱量，一水合氨分解吸收熱量，所以加入NaOH溶解后氫氧根離子濃度增大，抑制氨氣溶解，則能生成氨氣，故答案為：氫氧化鈉固體；
②酸或堿抑制水電離，一水合氨電離出氫氧根離子而抑制水電離，所以水電離出的c（OH^-）＜10^-7 mol•L^-1，故答案為：＜；
③將相同體積、pH之和為14的氨水和鹽酸混合后，所得的溶液是氯化銨和氨水的混合物，溶液中離子濃度由大到小的順序為c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案為：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）左邊裝置是燃料電池，通入氫氣的電極是負極、通入氧氣的電極是正極，右邊裝置在電解池，左邊Cu是陰極、右邊Cu是陽極，陽極上Cu失電子發生氧化反應，電極反應式為Cu-2e^-=Cu²⁺；通入氧氣的電極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評 本題考查較綜合，涉及原電池原理、離子濃度大小比較、蓋斯定律、化學平衡狀態判斷等知識點，為高頻考點，難點是電極反應式的書寫，要結合電解質溶液酸堿性書寫；注意化學平衡狀態判斷方法，題目難度不大．